[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP4521507B2 - Accelerator and X-ray generator using the accelerator - Google Patents

Accelerator and X-ray generator using the accelerator Download PDF

Info

Publication number
JP4521507B2
JP4521507B2 JP2007050584A JP2007050584A JP4521507B2 JP 4521507 B2 JP4521507 B2 JP 4521507B2 JP 2007050584 A JP2007050584 A JP 2007050584A JP 2007050584 A JP2007050584 A JP 2007050584A JP 4521507 B2 JP4521507 B2 JP 4521507B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microwave
acceleration
microwave source
electron gun
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007050584A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008218053A (en
Inventor
英二 田辺
Original Assignee
株式会社アキュセラ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社アキュセラ filed Critical 株式会社アキュセラ
Priority to JP2007050584A priority Critical patent/JP4521507B2/en
Publication of JP2008218053A publication Critical patent/JP2008218053A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4521507B2 publication Critical patent/JP4521507B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Description

本発明は、電子ビームの進行を妨げることなくマイクロ波を遮断する遮断部により分離された複数の加速部を備える加速管や、単一の加速部に他の加速手段を同軸一体に設けた構成の装置に、複数のマイクロ波源またはマイクロ波パルスを選択的に接続することにより一本の加速管から同一または異なる性質の電子線を発生することができる加速装置および加速装置を用いたX線発生装置に関する。   The present invention includes an acceleration tube having a plurality of acceleration parts separated by a cutoff part that cuts off microwaves without disturbing the progress of the electron beam, and a configuration in which other acceleration means are provided coaxially in a single acceleration part. X-ray generation using an accelerating device and an accelerating device capable of generating electron beams of the same or different properties from a single accelerating tube by selectively connecting a plurality of microwave sources or microwave pulses to the device Relates to the device.

加速器は、検査対象物の状態を診断する非破壊検査や放射線診断、および放射線治療などに使用されるが、一本の加速管の出力エネルギーは固定のものが多い。
例えば、放射線治療では、治療のために用いる高エネルギーの加速管と診断または治療の成果を確認する目的で病巣部の画像を得るために用いる低エネルギーの加速管とが必要であった。すなわち必要とされるエネルギーレベルが大きく違うため、異なる加速管が用いられる(例えば、特許文献3)。
Accelerators are used for nondestructive inspection, radiation diagnosis, and radiation therapy for diagnosing the state of an inspection object, but the output energy of a single accelerator tube is often fixed.
For example, in radiotherapy, a high-energy accelerator tube used for treatment and a low-energy accelerator tube used to obtain a lesion image for the purpose of confirming the result of diagnosis or treatment are required. That is, since the required energy level is greatly different, different acceleration tubes are used (for example, Patent Document 3).

特許文献3の放射線治療装置では、同文献の図1に示すように治療用X線3aを出射する小形電子リニアックと、診断用の弱いファンビームX線であるX線3bを照射するリアルタイム・イメージャ74のX線源77A、77Bとを備え、医師は、リアルタイム・イメージャ74で検出されたX線透過データにより治療中に生成された画像を観察しながら治療を行うことができる。   In the radiotherapy apparatus of Patent Document 3, as shown in FIG. 1 of the same document, a small electronic linac that emits therapeutic X-rays 3a and a real-time imager that emits X-rays 3b that are weak fan beam X-rays for diagnosis. 74 X-ray sources 77A and 77B, and a doctor can perform treatment while observing an image generated during treatment based on X-ray transmission data detected by the real-time imager 74.

低エネルギーのX線と高エネルギーのX線(検査またはシュミレーション用のX線と治療用のX線)間に齟齬が発生しないように、発生源の光軸を一致させようとする提案がなされている。
特許文献1記載の荷電粒子加速器の発明は、その図5において、加速器のX線放出軸にX線ターゲットを出没させることにより、荷電粒子である電子線と、X線を選択的に使用する先行例を開示している。
同文献の図1〜3および図6に示されている実施例は、高エネルギー用のX線と低エネルギー用のX線を利用する加速器を開示している。
加速器により加速された荷電粒子である電子線の軸に45度を保って配置されている高エネルギー用の透過形のターゲットと低エネルギー用の反射形のターゲットを透過したX線を高エネルギー用のX線として利用している。加速器の電子銃とは別に設けられた熱電子放射陰極を用いて低エネルギー用の反射形のターゲットより反射されたX線を高エネルギー用のX線として利用している。この実施例は低エネルギー用の熱電子線の方向が高エネルギー用電子線の走行方向と異なるので、低エネルギー用のX線と高エネルギー用のX線の同軸の度合いが正確でないという問題がある。
Proposals have been made to match the optical axes of the source so that no wrinkles occur between low-energy X-rays and high-energy X-rays (X-rays for examination or simulation and X-rays for treatment). Yes.
The invention of the charged particle accelerator described in Patent Document 1 is a prior art that selectively uses an electron beam that is a charged particle and an X-ray by making an X-ray target appear and disappear in the X-ray emission axis of the accelerator in FIG. An example is disclosed.
The embodiment shown in FIGS. 1 to 3 and FIG. 6 of the same document discloses an accelerator that uses high-energy X-rays and low-energy X-rays.
X-rays transmitted through a high-energy transmission target and a low-energy reflection target arranged at 45 degrees on the axis of the electron beam, which is a charged particle accelerated by an accelerator, are used for high energy. Used as X-rays. X-rays reflected from a low-energy reflective target using a thermionic emission cathode provided separately from the accelerator electron gun are used as high-energy X-rays. In this embodiment, since the direction of the low-energy thermionic beam is different from the traveling direction of the high-energy electron beam, there is a problem that the degree of coaxiality between the low-energy X-ray and the high-energy X-ray is not accurate. .

特許文献2記載の加速管及び加速管使用の放射線発生装置の発明は、加速管内に第2のアノードを機械的に出没させる構造を提案している。時間的な応答が機械的な移動に依存させられるという問題がある。
特開平6−54917号公報 特開平9−204996号公報 特開2004−97646号公報
The invention of the acceleration tube and the radiation generator using the acceleration tube described in Patent Document 2 proposes a structure in which the second anode is mechanically projected and retracted in the acceleration tube. There is a problem that the temporal response is made dependent on mechanical movement.
JP-A-6-54917 JP-A-9-204996 JP 2004-97646 A

加速装置について、前述したように同軸方向に異なる特徴を備える電子線を発生したいという要請とともに、加速装置が発生する電子線の平均ビーム電力を上昇させたいという強い要請がある。
本発明の目的は、単一の加速管に同一または異なる特性を備える2以上のマイクロ波源を選択的に接続して、同一または異なる種類の電子線を得るとともに電子線の平均ビーム電力を上昇させることができる加速装置、またはそれらの加速装置を用いて同一または異なる特性のX線を同軸方向に発生することができるとともにX線のエネルギーを向上させることができるX線発生装置を提供することにある。
本発明のさらに具体的な目的は、単一の加速管を使ってエネルギー、電流量の異なる電子ビームを出力すること、または一本の加速管の平均電力を上げることにある。
そのために複数の電力源(マイクロ波源と昇圧回路)を接続し、接続した電力源から有効に給電を受けるために加速管の中を複数の領域に分けてその領域にパルスを用いて給電したり、マイクロ波スイッチで接続する加速装置および加速装置を用いたX線発生装置を提供することにある。
As described above, there is a strong request for increasing the average beam power of the electron beam generated by the acceleration device as well as a request for generating an electron beam having different characteristics in the coaxial direction.
An object of the present invention is to selectively connect two or more microwave sources having the same or different characteristics to a single accelerator tube to obtain the same or different types of electron beams and increase the average beam power of the electron beams. To provide an X-ray generator capable of generating X-rays having the same or different characteristics in the coaxial direction and improving the energy of X-rays using these accelerators is there.
A more specific object of the present invention is to output electron beams having different energy and current amounts using a single accelerator tube, or to increase the average power of one accelerator tube.
For this purpose, a plurality of power sources (microwave source and booster circuit) are connected, and the accelerator tube is divided into a plurality of regions to receive power from the connected power sources, and power is supplied to the regions using pulses. An object of the present invention is to provide an accelerator connected by a microwave switch and an X-ray generator using the accelerator.

前記目的を達成するために、本発明による請求項1記載のX線発生装置は、
複数のマイクロ波源の出力を選択的に単一の加速管に接続して電子銃より放射される電子線を加速する加速装置によってX線ターゲットを励起するX線発生装置において、
前記複数のマイクロ波源の出力を交互に繰り返して切り替え前記加速管に接続するフェライトまたは真空管を用いたマイクロ波スイッチと、
前記各マイクロ波源、および前記マイクロ波スイッチの動作を制御する制御回路と、
を具備することを特徴としている。
In order to achieve the object, an X-ray generator according to claim 1 according to the present invention comprises:
In an X-ray generator for exciting an X-ray target by an accelerator that selectively connects outputs of a plurality of microwave sources to a single accelerator tube and accelerates an electron beam emitted from an electron gun,
A microwave switch using a ferrite tube or a vacuum tube connected to the accelerating tube by alternately switching outputs of the plurality of microwave sources, and
Wherein a control circuit for controlling the operation of each microwave source, and before Kemah microwave switch,
It is characterized by comprising.

本発明による請求項記載のX線発生装置は、
複数のマイクロ波源の出力を選択的に加速管に接続して電子線を加速し、特性が同一または異なるエネルギーの電子線を発生する加速装置を用いるX線発生装置であって、
電子線の進行を妨げることなくマイクロ波を遮断する遮断部により分離された第1および第2加速部を備える加速管と、
第1電子銃と、
前記遮断部に関連して設けられた第2電子銃と、
X線ターゲットと、
各マイクロ波源の動作と接続を制御する制御回路と、
を具備することを特徴としている。
According to the present invention, the X-ray generator according to claim 2 is:
An X-ray generator using an accelerator that selectively connects outputs of a plurality of microwave sources to an accelerating tube to accelerate an electron beam and generates electron beams having the same or different characteristics,
An accelerating tube comprising first and second accelerating units separated by a blocking unit that blocks microwaves without interfering with the progress of the electron beam;
A first electron gun;
A second electron gun provided in association with the blocking portion;
An X-ray target;
A control circuit for controlling the operation and connection of each microwave source;
It is characterized by comprising.

本発明による請求項記載のX線発生装置は、請求項記載のX線発生装置において、
前記制御回路は、第1加速部に第1のマイクロ波源を接続しているときは、第2加速部を不作動状態に制御することを特徴としている。
The X-ray generator according to claim 3 of the present invention is the X-ray generator according to claim 2 ,
The control circuit is characterized in that when the first microwave source is connected to the first acceleration unit, the second acceleration unit is controlled to be in an inoperative state.

本発明による請求項記載のX線発生装置は、請求項記載のX線発生装置において、
第2電子銃は、第1加速部の出力電子線を通過させるリングカソードと前記リングカソードが発生した電子を加速収束する加速収束電極を具備することを特徴としている。
The X-ray generator according to claim 4 of the present invention is the X-ray generator according to claim 2 ,
The second electron gun includes a ring cathode that allows the output electron beam of the first acceleration unit to pass through and an acceleration focusing electrode that accelerates and converges electrons generated by the ring cathode.

本発明による請求項記載のX線発生装置は、
複数のマイクロ波源の出力を選択的に加速管に接続して電子線を加速し、特性が同一または異なるエネルギーの電子線を発生する加速装置を用いるX線発生装置であって、
電子銃と、
電子線の進行を妨げることなくマイクロ波を遮断する遮断部により分離された第1および第2加速部を備える加速管と、
前記第1および第2加速部にそれぞれ接続されている第1および第2のマイクロ波源と、
第2加速部を通過した電子線により励起されてX線を発生するX線ターゲットと、
第1および第2のマイクロ波源の動作を制御する制御回路と、
を具備することを特徴としている。
The X-ray generator according to claim 5 of the present invention is:
An X-ray generator using an accelerator that selectively connects outputs of a plurality of microwave sources to an accelerating tube to accelerate an electron beam and generates electron beams having the same or different characteristics,
An electron gun,
An accelerating tube comprising first and second accelerating units separated by a blocking unit that blocks microwaves without interfering with the progress of the electron beam;
First and second microwave sources respectively connected to the first and second acceleration units;
An X-ray target that is excited by an electron beam that has passed through the second acceleration section to generate X-rays;
A control circuit for controlling the operation of the first and second microwave sources;
It is characterized by comprising.

本発明による請求項記載のX線発生装置は、請求項1〜記載のX線発生装置において、
前記制御回路は、前記電子銃の動作を前記マイクロ波源の動作に連動して制御することを特徴としている。
The X-ray generator according to claim 6 of the present invention is the X-ray generator according to claims 1 to 5 ,
The control circuit controls the operation of the electron gun in conjunction with the operation of the microwave source.

本発明による請求項記載のX線発生装置は、請求項1〜記載のX線発生装置において、
前記複数のマイクロ波源は、同一または異なる特徴をもつマイクロ波を発生することを特徴としている。
なおこの特徴はマイクロ波源動作のパラメータ(周波数,電圧,繰り返し周波数,バーストの幅)の任意の組み合わせにより種々選択できる。
The X-ray generator according to claim 7 of the present invention is the X-ray generator according to claims 1 to 5 ,
The plurality of microwave sources generate microwaves having the same or different characteristics.
This feature can be selected in various ways according to any combination of microwave source operation parameters (frequency, voltage, repetition frequency, burst width).

本発明による請求項記載の加速装置は、請求項記載のX線発生装置において、複数のマイクロ波源の出力を選択的に単一の加速管に接続して電子線を加速し、特性が同一または異なる電子線を発生する加速装置であって、
高圧パルスを出力するパルス生成回路と、
前記パルス生成回路が出力した高圧パルスが接続され、特性が同一または異なるマイクロ波パルスを供給する複数のマイクロ波源と、を具備し、
前記各マイクロ波源の出力は前記X線発生装置のマイクロ波スイッチに接続されることを特徴としている。
An accelerating device according to an eighth aspect of the present invention is the X-ray generator according to the first aspect , wherein outputs of a plurality of microwave sources are selectively connected to a single accelerating tube to accelerate an electron beam, An accelerator that generates the same or different electron beams,
A pulse generation circuit for outputting a high voltage pulse;
A plurality of microwave sources connected to high-pressure pulses output from the pulse generation circuit and supplying microwave pulses having the same or different characteristics;
The output of each microwave source is characterized by being connected to a microwave switch of the X-ray generator.

本発明による請求項記載の加速装置は、
複数のマイクロ波源の出力を選択的に加速部に接続して電子線を加速し、特性が同一または異なる電子線を発生する加速装置であって、
電子線の進行を妨げることなくマイクロ波を遮断する遮断部により分離された第1および第2加速部を備える加速管と、
第1電子銃と、
前記遮断部に関連して設けられた第2電子銃と、
第1および第2のマイクロ波源と、
第1および第2のマイクロ波源の動作を制御するパルス生成回路と、
を具備することを特徴としている。
The acceleration device according to claim 9 according to the present invention comprises:
An acceleration device that selectively connects outputs of a plurality of microwave sources to an acceleration unit to accelerate an electron beam, and generates an electron beam having the same or different characteristics,
An accelerating tube comprising first and second accelerating units separated by a blocking unit that blocks microwaves without interfering with the progress of the electron beam;
A first electron gun;
A second electron gun provided in association with the blocking portion;
First and second microwave sources;
A pulse generation circuit for controlling the operation of the first and second microwave sources;
It is characterized by comprising.

本発明による請求項10記載の加速装置は、請求項記載の加速装置において、
前記第2電子銃は、第1加速部の出力電子線を透過させるリングカソードと前記リングカソードが発生した電子を加速収束する加速収束電極を含むことを特徴としている。
The acceleration device according to claim 10 of the present invention is the acceleration device according to claim 9 ,
The second electron gun includes a ring cathode that transmits an output electron beam of a first acceleration unit and an acceleration focusing electrode that accelerates and converges electrons generated by the ring cathode.

本発明によれば、一つの加速管からエネルギー強度、電流量が異なる電子線を出力し、一つの加速管の平均電力を変えることができる。
この効果をさらに敷衍して説明する。マイクロ波源の出力エネルギーは、クライストロンでは5Mw(または6Kw)であり、パルス幅(pw)は6μsec 、周期は200ppsに決まっている。それを増加させることは簡単ではないが、本発明によれば、この問題は前述の構成により解決できる。
According to the present invention, electron beams having different energy intensity and current amount can be output from one accelerator tube, and the average power of one accelerator tube can be changed.
This effect will be further explained. The output energy of the microwave source is 5 Mw (or 6 Kw) in the klystron, the pulse width (pw) is 6 μsec, and the period is determined to be 200 pps. Although it is not easy to increase it, according to the present invention, this problem can be solved by the above-described configuration.

また、一つの加速管から電子ビームの中心軸を共通にするエネルギーの異なる複数の電子線を出力することができるというさらに他の効果がある。この効果も応用例等を示しさらに敷衍して説明する。非破壊検査では、エネルギーが異なるX線を使って撮影した画像を合成することによってより詳細な画像情報を得ることができるため、非破壊検査の信頼性を高めることができる。従来照射エネルギーが異なる2つ以上のX線管(加速管によって加速した電子線をX線ターゲットに衝突させてX線を発生させる)を用いないと、詳細な画像情報を得ることができなかったが、本発明によればこれを一つの加速管によって一度で測定可能となった。
同じ加速管から出力されたX線を用いているため、エネルギーが高いX線とエネルギーが低いX線の照射ポイントが揃うので、より正確な画像情報を得ることができる。すなわち放射線治療の結果を確認しながら放射線治療を行うには、撮影用(診断用)の加速管と、治療用の加速管を別に用意する必要があったが、本発明によれば、電力の高いマイクロ波パルス源と電力の低いマイクロ波パルス源を用いることにより1本の加速管によって治療と診断をリアルタイムで行うことができる。
またマイクロ波源の出力の調整を可能に構成すれば、放射線治療時の照射線量分布の選択の自由度を増すことができる。
Further, there is another effect that a plurality of electron beams having different energies that share the central axis of the electron beam can be output from one accelerator tube. This effect will also be described with further application examples. In the non-destructive inspection, more detailed image information can be obtained by synthesizing images captured using X-rays having different energies, so that the reliability of the non-destructive inspection can be improved. Conventionally, detailed image information could not be obtained unless two or more X-ray tubes with different irradiation energies (electron beams accelerated by an accelerating tube collide with an X-ray target to generate X-rays). However, according to the present invention, this can be measured at one time with one accelerator tube.
Since X-rays output from the same accelerator tube are used, irradiation points of high-energy X-rays and low-energy X-rays are aligned, so that more accurate image information can be obtained. That is, in order to perform radiotherapy while confirming the result of radiotherapy, it is necessary to separately prepare an acceleration tube for imaging (for diagnosis) and an acceleration tube for treatment. By using a high-frequency microwave pulse source and a low-power microwave pulse source, treatment and diagnosis can be performed in real time with a single accelerator tube.
If the output of the microwave source can be adjusted, the degree of freedom in selecting the irradiation dose distribution during radiotherapy can be increased.

以下図面等を参照して本発明による加速装置とX線発生装置の実施の形態を説明する。本発明は、加速装置とその加速装置を主要部とするX線発生装置に係るものであるが、まず初めにX線発生装置について説明し、続いて加速装置の構成と動作に言及する。   Embodiments of an acceleration device and an X-ray generator according to the present invention will be described below with reference to the drawings and the like. The present invention relates to an acceleration device and an X-ray generation device having the acceleration device as a main part. First, the X-ray generation device will be described, and then the configuration and operation of the acceleration device will be referred to.

(X線発生装置の第1の実施形態)図1Aは、本発明によるX線発生装置の第1の実施形態を示すブロック図である。
このX線発生装置は、複数のマイクロ波源12,13の出力を選択的に単一の加速管16に接続して電子線を加速する加速装置でX線ターゲット17を励起するものである。
マイクロ波スイッチ14は、複数のマイクロ波源12,13を加速管16に選択的に接続する。制御回路11はマイクロ波源12,13およびマイクロ波スイッチ14の動作を制御する。制御回路11は内部に電子銃制御部11A、マイクロ波源制御部11B,11D、マイクロ波スイッチ制御部11Cが設けられている。
(First Embodiment of X-ray Generator) FIG. 1A is a block diagram showing a first embodiment of an X-ray generator according to the present invention.
In this X-ray generator, an X-ray target 17 is excited by an accelerator that selectively connects outputs of a plurality of microwave sources 12 and 13 to a single accelerator tube 16 to accelerate an electron beam.
The microwave switch 14 selectively connects the plurality of microwave sources 12 and 13 to the acceleration tube 16. The control circuit 11 controls the operations of the microwave sources 12 and 13 and the microwave switch 14. The control circuit 11 is provided with an electron gun controller 11A, microwave source controllers 11B and 11D, and a microwave switch controller 11C.

電子銃制御部11Aは電子銃から効率よく電子を放射するために電子銃15のヒータの電力を制御し、陰電極(図示せず)に負の高電圧を供給する。
マイクロ波源制御部11Bは第1のマイクロ波源12のマイクロ波の発振と停止を制御する。同様にマイクロ波源制御部11Dは第2のマイクロ波源13のマイクロ波の発振と停止を制御する。
マイクロ波スイッチ制御部11Cはマイクロ波スイッチ14を制御し、一定時間第1のマイクロ波源12のマイクロ波を加速管16に供給し、他の一定時間第2のマイクロ波源13のマイクロ波を加速管16に供給するタイミングを制御している。
The electron gun control unit 11A controls the power of the heater of the electron gun 15 to efficiently emit electrons from the electron gun, and supplies a negative high voltage to the negative electrode (not shown).
The microwave source control unit 11 </ b> B controls the oscillation and stoppage of the microwave of the first microwave source 12. Similarly, the microwave source control unit 11D controls the oscillation and stoppage of the microwave of the second microwave source 13.
The microwave switch control unit 11C controls the microwave switch 14, supplies the microwave of the first microwave source 12 to the acceleration tube 16 for a certain period of time, and transmits the microwave of the second microwave source 13 for the other certain period of time to the acceleration tube. 16 is controlled.

マイクロ波スイッチ14は従来のフェライトまたはギャップ放電管を利用したマイクロ波スイッチを利用し、大電力のスイッチングを可能にしている。   The microwave switch 14 uses a conventional microwave switch using a ferrite or gap discharge tube, and enables high power switching.

第1のマイクロ波源12と第2のマイクロ波源13において、正弦波状のマイクロ波の発振時間は5μsec と短い。この短い時間に電力を供給することにより、瞬時電力が極めて大きく取れるので、加速された電子のエネルギーは10MeVに達する。
第1のマイクロ波源の発振開始と次の発振開始までの時間間隔は3.3msecである。繰り返し周期は、1秒当たり300パルスである300ppsになる。
第1のマイクロ波源12と第2のマイクロ波源13の周波数は基本的に同じ周波数であるが、後述するように二つの加速部を用いる場合には加速の効率を上げるために、第1のマイクロ波源12と第2のマイクロ波源13の周波数は各加速部のキャビティの共振周波数に選択される。
第1のマイクロ波源12と第2のマイクロ波源13の能力がほぼ同じであっても、接続時間の差によって供給電力を変えることもできる。
加速管16は交互に第1のマイクロ波源12のマイクロ波の出力と第2のマイクロ波源13のマイクロ波の出力を受ける。これらのマイクロ波源のマイクロ波の出力により加速された加速電子はX線ターゲット室18に配置されているX線ターゲット17に衝突して、X線を発生させる。
In the first microwave source 12 and the second microwave source 13, the oscillation time of the sinusoidal microwave is as short as 5 μsec. By supplying electric power in this short time, the instantaneous electric power can be very large, and the energy of the accelerated electrons reaches 10 MeV.
The time interval between the start of oscillation of the first microwave source and the start of the next oscillation is 3.3 msec. The repetition period is 300 pps, which is 300 pulses per second.
The frequencies of the first microwave source 12 and the second microwave source 13 are basically the same frequency. However, as described later, in order to increase the acceleration efficiency when using two acceleration units, the first microwave source 12 and the second microwave source 13 have the same frequency. The frequencies of the wave source 12 and the second microwave source 13 are selected as the resonance frequency of the cavity of each acceleration unit.
Even if the capabilities of the first microwave source 12 and the second microwave source 13 are substantially the same, the supply power can be changed depending on the difference in connection time.
The acceleration tube 16 alternately receives the microwave output of the first microwave source 12 and the microwave output of the second microwave source 13. Accelerated electrons accelerated by the microwave output from these microwave sources collide with the X-ray target 17 disposed in the X-ray target chamber 18 to generate X-rays.

図1Bは、本発明によるX線発生装置の第1の実施形態における電子銃15、加速管16、X線ターゲット室18の一部の平面断面図である。
加速管16は内部に複数のキャビティが設けられている。マイクロ波スイッチ14からのマイクロ波出力がこのキャビティに供給される。各キャビティは結合キャビティ16A〜16Nから電力を受ける。よって電子銃15からの電子は各キャビティの電界により次々に加速される。このように一本の加速管16にマイクロ波スイッチ14を介して第1のマイクロ波源12および第2のマイクロ波源13の出力が順番に供給される。
FIG. 1B is a cross-sectional plan view of a part of the electron gun 15, the acceleration tube 16, and the X-ray target chamber 18 in the first embodiment of the X-ray generator according to the present invention.
The acceleration tube 16 has a plurality of cavities therein. The microwave output from the microwave switch 14 is supplied to this cavity. Each cavity receives power from the coupling cavities 16A-16N. Therefore, the electrons from the electron gun 15 are accelerated one after another by the electric field of each cavity. As described above, the outputs of the first microwave source 12 and the second microwave source 13 are sequentially supplied to the single acceleration tube 16 via the microwave switch 14.

図6は、本発明による加速装置の第1の実施形態の動作を説明するための波形図である。図1Aに示すX線発生装置がこの加速装置を用いたものとして動作を説明する。
各マイクロ波源12,13の出力のタイミングは図6に示すタイミングになる。第1のマイクロ波源12のマイクロ波パルスP1 は、図6の上段に示すタイミングで発振する。マイクロ波の発振群が1秒間に繰り返す数は300pps程度になる。
一方第2のマイクロ波源13のマイクロ波パルスP2 は、図6の中段に示すタイミングで発振する。同じくマイクロ波の発振群が1秒間に繰り返す数は300pps程度になる。よって加速管16に供給されるマイクロ波パルスは、図6の下段に示す波形になる。
すなわち第1のマイクロ波源12が出力するマイクロ波パルスP1 の間に第2のマイクロ波源13が出力するマイクロ波マイクロ波パルスP2 が挿入される。すなわち、P1 とP2 が同じであれば、実効的には600ppsになる。
制御回路11は、P1 のマイクロ波の出力とP2 のマイクロ波の出力を交互に出力させる同期制御を行う。
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the first embodiment of the acceleration device according to the present invention. The operation will be described assuming that the X-ray generator shown in FIG. 1A uses this acceleration device.
The output timing of each of the microwave sources 12 and 13 is the timing shown in FIG. The microwave pulse P1 of the first microwave source 12 oscillates at the timing shown in the upper part of FIG. The number of microwave oscillation groups repeated per second is about 300 pps.
On the other hand, the microwave pulse P2 of the second microwave source 13 oscillates at the timing shown in the middle stage of FIG. Similarly, the number of microwave oscillation groups repeated per second is about 300 pps. Therefore, the microwave pulse supplied to the acceleration tube 16 has a waveform shown in the lower part of FIG.
That is, the microwave microwave pulse P2 output from the second microwave source 13 is inserted between the microwave pulses P1 output from the first microwave source 12. That is, if P1 and P2 are the same, it is effectively 600 pps.
The control circuit 11 performs synchronous control to alternately output the P1 microwave output and the P2 microwave output.

本発明によるX線発生装置の第1の実施形態は以上にように構成され動作させられるものであるから以下のような特徴が得られる。
1)マイクロ波源がパルス制御で、瞬時にマイクロ波源の最大の能力で動作させることができ、瞬時の電力を大きくすることができる。
2)パルス制御により、熱の消費がおさえられるために、たとえば、印加電圧が45KV、ピーク電流が6K、5μsec の期間にパルス尖頭電力は、効率50%として16MWに達する。マイクロ波源に使われるクライストロンは、電気特性の限界までに出力電力を上げることができる。
3)複数のマイクロ波源を用いることにより一本の加速管で、強度の異なるX線を発生することができるので、応用面では、X線治療(診断用X線と治療用X線の応答の速いリアルタイム制御によって、心臓などの可動臓器部への治療が可能)や非破壊試験にも利用できる。
4)高エネルギーの電子と低エネルギー電子が同じ加速管軸を走行して加速されるので発生X線の発生軸が一致する。その結果、X線治療では精度の良い診断と治療が同時に可能となり、非破壊試験においては精度の高い非破壊試験ができる。
Since the first embodiment of the X-ray generator according to the present invention is configured and operated as described above, the following features are obtained.
1) The microwave source can be operated with the maximum capability of the microwave source instantaneously by pulse control, and the instantaneous power can be increased.
2) Since heat consumption is suppressed by the pulse control, for example, the pulse peak power reaches 16 MW with an efficiency of 50% in a period of 45 KV applied voltage, 6 K A peak current, and 5 μsec. The klystron used in the microwave source can increase the output power to the limit of electrical characteristics.
3) Since X-rays with different intensities can be generated with a single accelerator tube by using a plurality of microwave sources, X-ray therapy (diagnostic X-ray and therapeutic X-ray response) Fast real-time control enables treatment of moving organs such as the heart) and nondestructive testing.
4) Since high-energy electrons and low-energy electrons travel on the same acceleration tube axis and are accelerated, the generated X-ray generation axes coincide. As a result, accurate diagnosis and treatment can be performed simultaneously with X-ray therapy, and highly accurate non-destructive testing can be performed with non-destructive testing.

(X線発生装置の第2の実施形態)図2Aは、本発明によるX線発生装置の第2の実施の形態を示すブロック図である。
この実施形態では、電子線の進行を妨げることなくマイクロ波を遮断する構造(以下単に遮断部)により分離された第1および第2加速部25,27を備える加速管を使用する。
図2Bは本発明によるX線発生装置の第2の実施形態における第1加速部25の一部、遮断部26、第2加速部27の一部の平面断面図である。
制御回路21は内部に電子銃制御部21A、マイクロ波源制御部21B,21D、遮断部26に設けられた電子銃(リングカソード262,加速収束電極263を含む)の制御部である遮断部電子銃制御部21Cを備えている。
電子銃制御部21Aは電子銃から効率よく電子を放射するために電子銃のヒータの電力を制御し、陰電極に負の高電圧を供給する。
マイクロ波源制御部21Bは第1のマイクロ波源22のマイクロ波の発振と停止を制御する。同様にマイクロ波源制御部21Dは第2のマイクロ波源23のマイクロ波の発振と停止を制御する。遮断部電子銃制御部21Cは遮断部26にあるリングカソード262と加速収束電極263間に高い負の電圧(300KV)を供給する。これによりリングカソード262から電子が放出され加速収束させられる。
(Second Embodiment of X-ray Generator) FIG. 2A is a block diagram showing a second embodiment of the X-ray generator according to the present invention.
In this embodiment, an acceleration tube including first and second acceleration units 25 and 27 separated by a structure (hereinafter simply referred to as a blocking unit) that blocks microwaves without hindering the progress of the electron beam is used.
FIG. 2B is a cross-sectional plan view of a part of the first acceleration unit 25, the blocking unit 26, and a part of the second acceleration unit 27 in the second embodiment of the X-ray generator according to the present invention.
The control circuit 21 includes an electron gun control unit 21A, microwave source control units 21B and 21D, and a blocking unit electron gun which is a control unit of an electron gun (including a ring cathode 262 and an acceleration focusing electrode 263) provided in the blocking unit 26. A control unit 21C is provided.
The electron gun control unit 21A controls the electric power of the electron gun heater to efficiently emit electrons from the electron gun, and supplies a negative high voltage to the negative electrode.
The microwave source control unit 21 </ b> B controls the oscillation and stoppage of the microwave of the first microwave source 22. Similarly, the microwave source control unit 21D controls the oscillation and stoppage of the microwave of the second microwave source 23. The blocking unit electron gun control unit 21 </ b> C supplies a high negative voltage (300 KV) between the ring cathode 262 and the acceleration focusing electrode 263 in the blocking unit 26. As a result, electrons are emitted from the ring cathode 262 and accelerated and converged.

第1のマイクロ波源22は第1加速部25にマイクロ波を供給する。同様に第2のマイクロ波源22は第2加速部27にマイクロ波を供給する。
マイクロ波が供給されるタイミングは、マイクロ波源制御部21Bとマイクロ波源制御部21Dによって、一定時間第1のマイクロ波源22のマイクロ波が第1加速部25に供給され、他の一定時間第2のマイクロ波源23のマイクロ波が第2加速部27に供給されるように制御される。
第1のマイクロ波源22と第2のマイクロ波源23の周波数は基本的に同じ周波数であるが、異なる周波数に選択することもできる。第1のマイクロ波源22と第2のマイクロ波源23の出力電力は同じでもまた異なる出力電力でもよく、利用する用途で自由に選択できる。ここでは異なる電力の場合について説明する。
電子銃24から放出される電子は第1のマイクロ波源22のマイクロ波の出力によって第1加速部25で強力に加速させられる。電子エネルギーは約10Mevになる。
この期間では遮断部26と第2加速部27は第2のマイクロ波源23のマイクロ波の出力を受けないので、加速電子はそのまま走行を続けて、X線ターゲット28を励起して、X線を発生させる。
一方、第1のマイクロ波源22のマイクロ波の発振が停止している期間では、遮断部26にあるリングカソード262は負の高い電圧を受けて、電子を放出する。そして第2のマイクロ波源23の出力電力が第2加速部27に供給されるので、電子は第2加速部27によって加速される。電子エネルギーは約1Mevになる。第1のマイクロ波源22と第2のマイクロ波源23は交互に発振するので、X線ターゲット28には速度の異なる電子が衝突する。よって強度の異なるX線が交互に放射される。第1加速部25の管長を第2加速部27の管長より長くすると、まず強力なX線が放射され、次に比較的弱いX線が放射される。たとえば、X線治療用の医療機器として、比較的弱いX線は診断用に、強力なX線は治療用に利用できる。
The first microwave source 22 supplies microwaves to the first acceleration unit 25. Similarly, the second microwave source 22 supplies microwaves to the second acceleration unit 27.
The timing at which the microwave is supplied is that the microwave of the first microwave source 22 is supplied to the first accelerating unit 25 for a certain period of time by the microwave source control unit 21B and the microwave source control unit 21D, Control is performed so that the microwave of the microwave source 23 is supplied to the second acceleration unit 27.
The frequencies of the first microwave source 22 and the second microwave source 23 are basically the same frequency, but may be selected to be different frequencies. The output power of the first microwave source 22 and the second microwave source 23 may be the same or different, and can be freely selected according to the application to be used. Here, the case of different power will be described.
The electrons emitted from the electron gun 24 are strongly accelerated by the first acceleration unit 25 by the microwave output of the first microwave source 22. The electron energy is about 10 Mev.
During this period, the blocking unit 26 and the second accelerating unit 27 do not receive the microwave output from the second microwave source 23, so that the accelerated electrons continue to travel and excite the X-ray target 28 to generate X-rays. generate.
On the other hand, during the period when the microwave oscillation of the first microwave source 22 is stopped, the ring cathode 262 in the blocking unit 26 receives a high negative voltage and emits electrons. Then, since the output power of the second microwave source 23 is supplied to the second acceleration unit 27, the electrons are accelerated by the second acceleration unit 27. The electron energy is about 1 Mev. Since the first microwave source 22 and the second microwave source 23 oscillate alternately, electrons having different velocities collide with the X-ray target 28. Therefore, X-rays with different intensities are emitted alternately. When the tube length of the first acceleration unit 25 is longer than the tube length of the second acceleration unit 27, first, strong X-rays are emitted, and then relatively weak X-rays are emitted. For example, as a medical device for X-ray therapy, relatively weak X-rays can be used for diagnosis and strong X-rays can be used for therapy.

図2Bに示すように、第1加速部25と第2加速部27を遮断する部分に遮断部26が設けられている。
セラミック円管壁よりなる絶縁材261が遮断部26を構成している。この遮断部26には電子銃が設けられている。
この電子銃は、管軸の部分が開口している加速収束電極263と管軸の部分が同様に開口しているリングカソード262で構成されている。
電子銃24から放射された電子とリングカソード262から放出された電子が各加速部により交互に加速される構造になっている。
このように接続された各加速部25,27に第1のマイクロ波源22および第2のマイクロ波源23の出力が順番に供給される。
As illustrated in FIG. 2B, a blocking unit 26 is provided at a portion that blocks the first acceleration unit 25 and the second acceleration unit 27.
An insulating material 261 made of a ceramic circular tube wall constitutes the blocking portion 26. The blocking unit 26 is provided with an electron gun.
This electron gun is composed of an acceleration converging electrode 263 whose tube axis portion is open and a ring cathode 262 whose tube shaft portion is similarly open.
Electrons emitted from the electron gun 24 and electrons emitted from the ring cathode 262 are accelerated alternately by the respective acceleration units.
The outputs of the first microwave source 22 and the second microwave source 23 are sequentially supplied to the acceleration units 25 and 27 connected in this way.

図9は、本発明による加速装置の第2の実施形態の動作を説明するための波形図である。図2Aに示すX線発生装置がこの加速装置を用いたものとして動作を説明する。
各マイクロ波源22,23の出力のタイミングは図9に示すタイミングになる。すなわち第1のマイクロ波源22が出力するマイクロ波パルスP1 の間に第2のマイクロ波源23が出力するマイクロ波パルスP2 が出力される。ただしこの制御の場合は、前述したとおり、P1 とP2 のマイクロ波出力は異なる。よって強度の異なるX線が交互に出力されることになる。
制御回路21は、P1 のマイクロ波の出力とP2 のマイクロ波の出力を交互に出力させるように同期制御を行う。
FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation of the second embodiment of the acceleration device according to the present invention. The operation will be described on the assumption that the X-ray generator shown in FIG. 2A uses this accelerator.
The output timing of each of the microwave sources 22 and 23 is the timing shown in FIG. That is, the microwave pulse P2 output from the second microwave source 23 is output between the microwave pulses P1 output from the first microwave source 22. However, in the case of this control, as described above, the microwave outputs of P1 and P2 are different. Therefore, X-rays having different intensities are output alternately.
The control circuit 21 performs synchronous control so as to alternately output the P1 microwave output and the P2 microwave output.

本発明によるX線発生装置の第2の実施形態は以上のように構成されているので、次の動作の特徴が得られる。
1)複数のマイクロ波源を用いることにより1本の加速管で、強度の異なるX線を発生することができるので、応用面では、X線治療(診断用X線と治療用X線の応答の速いリアルタイム制御によって、心臓などの可動臓器部への治療が可能)や非破壊試験にも利用できる。
2)この装置の動作の一例を次に示す。
マイクロ波源22 周波数 2856MHz
ピーク電力 6Mw
平均電力 6Kw
パルス幅 6μsec
繰り返し 180pps
マイクロ波源23 周波数 2856MHz
ピーク電力 100Kw
平均電力 1Kw
パルス幅 60μsec
繰り返し 180pps
Since the second embodiment of the X-ray generator according to the present invention is configured as described above, the following operation features can be obtained.
1) By using a plurality of microwave sources, X-rays with different intensities can be generated with a single accelerator tube. Therefore, in terms of application, X-ray therapy (diagnostic X-ray response and therapeutic X-ray response) Fast real-time control enables treatment of moving organs such as the heart) and nondestructive testing.
2) An example of the operation of this apparatus is shown below.
Microwave source 22 Frequency 2856MHz
Peak power 6Mw
Average power 6Kw
Pulse width 6μsec
Repeat 180pps
Microwave source 23 Frequency 2856MHz
Peak power 100Kw
Average power 1Kw
Pulse width 60μsec
Repeat 180pps

(X線発生装置の第3の実施形態)図3Aに、本発明によるX線発生装置の第3の実施形態を示すブロック図、図3Bに、本発明によるX線発生装置の第3の実施形態における加速管の一部と加速手段とX線ターゲット室の一部の平面断面図を示す。
加速器は、電子銃34と電子銃34からの電子を加速する加速管35を含んでいる。加速手段36は他の電子銃を含み、加速管35に管軸一体に設けられている。
マイクロ波源32は加速管35にマイクロ波を供給する。X線ターゲット38は、加速手段36を透過した電子線によりX線を発生する。加速電圧供給部33は、加速手段36に加速電界を供給する。制御回路31はマイクロ波源32および加速電圧供給部33の動作を制御する。
(Third Embodiment of X-ray Generator) FIG. 3A is a block diagram showing a third embodiment of the X-ray generator according to the present invention, and FIG. 3B shows a third embodiment of the X-ray generator according to the present invention. The plane sectional view of a part of acceleration tube in a form, acceleration means, and a part of X-ray target room is shown.
The accelerator includes an electron gun 34 and an acceleration tube 35 that accelerates electrons from the electron gun 34. The acceleration means 36 includes another electron gun, and is provided on the acceleration tube 35 integrally with the tube axis.
The microwave source 32 supplies microwaves to the acceleration tube 35. The X-ray target 38 generates X-rays by an electron beam that has passed through the acceleration means 36. The acceleration voltage supply unit 33 supplies an acceleration electric field to the acceleration means 36. The control circuit 31 controls the operation of the microwave source 32 and the acceleration voltage supply unit 33.

制御回路31は内部に電子銃制御部31A、マイクロ波源制御部31B、加速電圧供給部制御部31Cを備えて構成されている。
電子銃制御部31Aは電子銃34から効率よく電子を放射するために電子銃のヒータの電力を制御し、陰電極(図示せず)に負の高電圧を供給する。
マイクロ波源制御部31Bはマイクロ波源32のマイクロ波の発振と停止を制御する。同様に加速電圧供給部制御部31Cは加速電圧供給部33のパルス電圧の発生と停止を制御する。加速電圧供給部制御部31Cは加速電圧供給部33により、加速手段36にあるリングカソード362と加速収束電極363間にパルス状の負の高電圧(300KV)を供給させる。
これによりリングカソード362から電子が放出され加速収束され、X線ターゲット室39内に配置されたX線ターゲット38を励起し、X線を発生させる。
マイクロ波源32は加速管35にマイクロ波を供給する。同様に加速電圧供給部33は加速手段36にパルス状の負の高電圧を供給する。
The control circuit 31 includes an electron gun control unit 31A, a microwave source control unit 31B, and an acceleration voltage supply unit control unit 31C.
The electron gun control unit 31A controls the power of the electron gun heater to efficiently emit electrons from the electron gun 34, and supplies a negative high voltage to the negative electrode (not shown).
The microwave source control unit 31B controls the microwave oscillation and stop of the microwave source 32. Similarly, the acceleration voltage supply unit control unit 31 </ b> C controls generation and stoppage of the pulse voltage of the acceleration voltage supply unit 33. The acceleration voltage supply unit control unit 31 </ b> C causes the acceleration voltage supply unit 33 to supply a pulsed negative high voltage (300 KV) between the ring cathode 362 and the acceleration convergence electrode 363 in the acceleration unit 36.
As a result, electrons are emitted from the ring cathode 362, accelerated and converged, and the X-ray target 38 disposed in the X-ray target chamber 39 is excited to generate X-rays.
The microwave source 32 supplies microwaves to the acceleration tube 35. Similarly, the acceleration voltage supply unit 33 supplies a pulsed negative high voltage to the acceleration means 36.

マイクロ波とパルス状の電圧が供給されるタイミングは、マイクロ波源制御部31Bと加速電圧供給部制御部31Cによって、一定時間マイクロ波源32のマイクロ波が加速管35に供給され、他の一定時間加速電圧供給部33からの300KVのパルス状の電圧が加速手段36に供給されるように制御される。
電子銃34から放出される電子はマイクロ波源32のマイクロ波の出力によって加速管35で強力に加速させられる。この期間では加速手段36は加速電圧供給部33からパルス状の電圧を受けないので、加速電子はそのまま走行を続けて、X線ターゲット38を励起して、X線を発生させる。
一方、マイクロ波源32のマイクロ波の発振が停止している期間では、加速手段36にあるリングカソード362は負の高いパルス電圧を受けて、電子を放出する。そして放出された電子がX線ターゲット38に衝突し、X線が発生する。
マイクロ波源32と加速電圧供給部33は交互に動作するので、X線ターゲット38には速度の異なる電子が交互に衝突する。よって強度の異なる強力なX線と比較的弱いX線が交互に放射される。たとえばX線治療用の医療機器として、弱いX線は診断用に、強力なX線は治療用に利用できる。
The timing at which the microwave and the pulsed voltage are supplied is that the microwave of the microwave source 32 is supplied to the accelerating tube 35 by the microwave source control unit 31B and the acceleration voltage supply control unit 31C and is accelerated for another fixed time. Control is performed so that a pulsed voltage of 300 KV from the voltage supply unit 33 is supplied to the acceleration means 36.
The electrons emitted from the electron gun 34 are strongly accelerated by the acceleration tube 35 by the microwave output of the microwave source 32. During this period, the accelerating means 36 does not receive a pulsed voltage from the acceleration voltage supply unit 33. Therefore, the accelerated electrons continue to travel and excite the X-ray target 38 to generate X-rays.
On the other hand, during the period when the microwave oscillation of the microwave source 32 is stopped, the ring cathode 362 in the acceleration means 36 receives a negative high pulse voltage and emits electrons. The emitted electrons collide with the X-ray target 38 and X-rays are generated.
Since the microwave source 32 and the acceleration voltage supply unit 33 operate alternately, electrons having different velocities collide with the X-ray target 38 alternately. Therefore, strong X-rays having different intensities and relatively weak X-rays are emitted alternately. For example, as a medical device for X-ray therapy, weak X-rays can be used for diagnosis and strong X-rays can be used for therapy.

図3Bに示すように、加速手段36は、セラミック円管壁よりなる絶縁材361と、管軸の部分が開口している加速収束電極363と管軸の部分が同様に開口しているリングカソード362で構成されている電子銃を含んでいる。加速手段36は、加速収束電極363に対してリングカソード362に負のパルス状高電圧が印加されると、リングカソード362から電子が放射されX線ターゲット室39に配置されたX線ターゲット38を励起する。
制御回路31は、マイクロ波源32の出力と加速電圧供給部33のパルス状電圧を交互に出力させるように同期制御を行う。
図10は、本発明による加速装置の第3の実施形態の動作を説明するための波形図である。この波形図を利用して、本発明によるX線発生装置の第3の実施形態の制御のタイミングを説明する。すなわち、マイクロ波源32の出力Pの間に加速電圧供給部33のパルス状電圧Qを出力させる。
As shown in FIG. 3B, the accelerating means 36 includes an insulating material 361 made of a ceramic circular tube wall, an acceleration converging electrode 363 in which the tube shaft portion is open, and a ring cathode in which the tube shaft portion is similarly opened. An electron gun composed of 362 is included. When a negative pulsed high voltage is applied to the ring cathode 362 with respect to the acceleration focusing electrode 363, the acceleration means 36 emits electrons from the ring cathode 362 and causes the X-ray target 38 disposed in the X-ray target chamber 39 to move. Excited.
The control circuit 31 performs synchronous control so that the output of the microwave source 32 and the pulsed voltage of the acceleration voltage supply unit 33 are alternately output.
FIG. 10 is a waveform diagram for explaining the operation of the third embodiment of the accelerator according to the present invention. The timing of control of the third embodiment of the X-ray generator according to the present invention will be described using this waveform diagram. That is, the pulse voltage Q of the acceleration voltage supply unit 33 is output between the outputs P of the microwave source 32.

本発明によるX線発生装置の第3の実施形態の動作の特徴は次の通りである。
1)加速管と加速手段により強度の異なるX線を発生することができるので、応用面では、X線治療(診断用X線と治療用X線の応答の速いリアルタイム制御によって、心臓などの可動臓器部への治療が可能)や非破壊試験にも利用できる。
2)前述の第3の実施形態の動作例を次に示す。
マイクロ波源32 周波数 2856MHz
ピーク電力 6Mw
平均電力 6Kw
パルス幅 6μsec
繰り返し 180pps
パルス電源33 パルス幅 60μsec〜3msec
電圧 120KV
ピーク電流 10mA
繰り返し 180pps
The features of the operation of the third embodiment of the X-ray generator according to the present invention are as follows.
1) Since X-rays with different intensities can be generated by the accelerating tube and the accelerating means, in terms of application, X-ray therapy (moving of the heart etc. by real-time control with quick response of diagnostic X-ray and therapeutic X-ray) It can also be used for non-destructive testing.
2) An operation example of the above-described third embodiment will be described below.
Microwave source 32 Frequency 2856MHz
Peak power 6Mw
Average power 6Kw
Pulse width 6μsec
Repeat 180pps
Pulse power supply 33 Pulse width 60μsec ~ 3msec
Voltage 120KV
Peak current 10mA
Repeat 180pps

(X線発生装置の第4の実施形態)図4Aは、本発明によるX線発生装置の第4の実施形態を示すブロック図、図4Bは、本発明によるX線発生装置の第4の実施形態における電子銃と第1加速部と遮断部と第2加速部とX線ターゲット室の平面断面図を示す。
加速管は、電子線の進行を妨げることなくマイクロ波を遮断する構造(遮断部43)により分離された第1および第2加速部45,46を備えている。
電子銃44は第1加速部45に接続されている。第1および第2のマイクロ波源41,42が用いられる。X線ターゲット47は第2加速部46に連接されたX線ターゲット室48に設けられている。X線ターゲット47は第2加速部46を通過した電子線により励起されてX線を発生する。制御回路40は、第1および第2のマイクロ波源41,42の動作を制御する。
制御回路40は、内部に電子銃制御部、マイクロ波源制御部を含んでいる。
特に本実施形態では、第1加速部45と第2加速部46の間に遮断部43が設けられている。
電子銃制御部は電子銃44から効率よく電子を放射するために電子銃のヒータの電力を制御し、陰電極に負の高電圧を供給する(なお図4Aにおいて接続線を省略してある)。
マイクロ波源制御部は第1のマイクロ波源41のマイクロ波の発振と停止を制御する。同様に第2のマイクロ波源42のマイクロ波の発振と停止を制御する。
第1のマイクロ波源41は第1加速部45にマイクロ波を供給する。同様に第2のマイクロ波源42は第2加速部46にマイクロ波を供給する。
マイクロ波が供給されるタイミングは、マイクロ波源制御部によって、一定時間第1のマイクロ波源41のマイクロ波が第1加速部45に供給し、他の一定時間第2のマイクロ波源42のマイクロ波が第2加速部46に供給されるように制御される。
(Fourth Embodiment of X-ray Generator) FIG. 4A is a block diagram showing a fourth embodiment of the X-ray generator according to the present invention, and FIG. 4B shows a fourth embodiment of the X-ray generator according to the present invention. The plane sectional view of the electron gun in the form, the 1st acceleration part, the interception part, the 2nd acceleration part, and the X-ray target room is shown.
The accelerating tube includes first and second accelerating units 45 and 46 separated by a structure (blocking unit 43) that blocks the microwave without interfering with the progress of the electron beam.
The electron gun 44 is connected to the first acceleration unit 45. First and second microwave sources 41 and 42 are used. The X-ray target 47 is provided in an X-ray target chamber 48 connected to the second acceleration unit 46. The X-ray target 47 is excited by an electron beam that has passed through the second acceleration unit 46 to generate X-rays. The control circuit 40 controls the operations of the first and second microwave sources 41 and 42.
The control circuit 40 includes an electron gun control unit and a microwave source control unit.
In particular, in the present embodiment, the blocking unit 43 is provided between the first acceleration unit 45 and the second acceleration unit 46.
The electron gun control unit controls the power of the heater of the electron gun in order to efficiently emit electrons from the electron gun 44, and supplies a negative high voltage to the negative electrode (note that connection lines are omitted in FIG. 4A). .
The microwave source control unit controls the oscillation and stoppage of the microwave of the first microwave source 41. Similarly, the oscillation and stop of the microwave of the second microwave source 42 are controlled.
The first microwave source 41 supplies microwaves to the first acceleration unit 45. Similarly, the second microwave source 42 supplies microwaves to the second acceleration unit 46.
When the microwave is supplied, the microwave source controller supplies the microwave of the first microwave source 41 to the first accelerating unit 45 for a certain period of time, and the microwave of the second microwave source 42 for the other certain period of time. The second acceleration unit 46 is controlled to be supplied.

第1のマイクロ波源41と第2のマイクロ波源42の周波数は基本的に同じ周波数であるが、異なる周波数でも選択できる。第1のマイクロ波源41と第2のマイクロ波源42の出力電力は同じでも、また、異なる出力電力でもよく、利用する用途で自由に選択できる。
電子銃44から放出される電子は第1のマイクロ波源41のマイクロ波の出力によって第1加速部45で加速される。
この実施形態では、第1加速部45の管長を10cm程度、第2加速管46の管長を80cm程度に設定する。
第1加速部45で加速される電子エネルギーは約1MeVになる。加速された電子線は、遮断部43を通過し、さらに電気的に励起されていない第2加速部46を通過して、X線ターゲット室48に配置されているX線ターゲット47に衝突する。
一方、第2加速部46が励起されている期間では、第1加速部45は励起されていないので、電子銃44から放出される電子はそのまま加速されずに遮断部43を通過して、第2加速管46に入る。第2加速部46の管長は80cm程度であるので、電子は強力に加速されて、電子エネルギーが10Mevのレベルに達する。この電子がX線ターゲット47を励起して、高いエネルギーのX線を発生する。
The frequencies of the first microwave source 41 and the second microwave source 42 are basically the same frequency, but different frequencies can be selected. The output power of the first microwave source 41 and the second microwave source 42 may be the same or different, and can be freely selected depending on the application to be used.
The electrons emitted from the electron gun 44 are accelerated by the first acceleration unit 45 by the microwave output of the first microwave source 41.
In this embodiment, the tube length of the first acceleration unit 45 is set to about 10 cm, and the tube length of the second acceleration tube 46 is set to about 80 cm.
The electron energy accelerated by the first acceleration unit 45 is about 1 MeV. The accelerated electron beam passes through the blocking part 43, further passes through the second acceleration part 46 that is not electrically excited, and collides with the X-ray target 47 disposed in the X-ray target chamber 48.
On the other hand, since the first acceleration unit 45 is not excited during the period in which the second acceleration unit 46 is excited, the electrons emitted from the electron gun 44 pass through the blocking unit 43 without being accelerated, Enter the 2-accelerator tube 46. Since the tube length of the 2nd acceleration part 46 is about 80 cm, an electron is accelerated strongly and an electron energy reaches the level of 10 Mev. These electrons excite the X-ray target 47 and generate high-energy X-rays.

図4Bに示すように、第1加速部45と第2加速部46を接続する部分に遮断部43が配置されている。遮断部43は左右の加速部45,46を電気的に絶縁している。
第1加速部45と第2加速部46のマイクロ波を励起するタイミングは時間的に分離されている。遮断部43の両端の加速キャビティの形状は、結合キャビティ45A,45B、46A〜46Nの応答性を配慮して決める。マイクロ波の通り道である加速キャビティの電位的連続性をなくし、第1マイクロ波源41が接続される第1加速部45と第2マイクロ波源42が接続される第2加速部46の電気的分離を図っている。電子銃44からの電子が第1加速部45で加速された電子線により比較的弱いX線を、第2加速部46で加速された電子線により強いX線を発生する構造になっている。第2の電子銃は設けられていない。
図9に示すような励振動波形により、発生させられるX線は、時間的に分割された比較的弱いX線と強力なX線の組み合わせで発生させられる。X線治療用の医療機器として、弱いX線は診断用に、強いX線は治療用に利用できる。
As shown in FIG. 4B, a blocking unit 43 is disposed at a portion connecting the first acceleration unit 45 and the second acceleration unit 46. The blocking part 43 electrically insulates the left and right acceleration parts 45 and 46.
The timing for exciting the microwaves of the first acceleration unit 45 and the second acceleration unit 46 is temporally separated. The shape of the acceleration cavity at both ends of the blocking part 43 is determined in consideration of the responsiveness of the coupling cavities 45A, 45B, 46A to 46N. The electrical continuity of the acceleration cavity that is the path of the microwave is eliminated, and the first acceleration unit 45 to which the first microwave source 41 is connected and the second acceleration unit 46 to which the second microwave source 42 is connected are electrically separated. I am trying. The structure is such that electrons from the electron gun 44 generate relatively weak X-rays by the electron beam accelerated by the first acceleration unit 45 and strong X-rays by the electron beam accelerated by the second acceleration unit 46. The second electron gun is not provided.
With the excitation vibration waveform as shown in FIG. 9, the generated X-rays are generated by a combination of relatively weak X-rays divided in time and strong X-rays. As a medical device for X-ray therapy, weak X-rays can be used for diagnosis and strong X-rays can be used for therapy.

本発明によるX線発生装置の第4の実施形態の動作の特徴は次の通りである。
1)複数のマイクロ波源を用いることにより二本の加速部をもつ一本の加速管で、強度の異なるX線を発生することができるので、応用面では、X線治療(診断用X線と治療用X線の応答の速いリアルタイム制御によって、心臓などの可動臓器部への治療が可能)や非破壊試験にも利用できる点は前述の実施形態の場合と同様である。
2)第4の実施形態の動作例を次に示す。
マイクロ波源41 周波数 2856MHz
ピーク電力 200Kw
平均電力 2Kw
パルス幅 60μsec
繰り返し 180pps
マイクロ波源42 周波数 2856MHz
ピーク電力 6Mw
平均電力 6Kw
繰り返し 180pps
Features of the operation of the fourth embodiment of the X-ray generator according to the present invention are as follows.
1) Since a plurality of microwave sources can be used to generate X-rays with different intensities with a single accelerating tube having two accelerating portions, X-ray therapy (diagnostic X-ray and Similar to the above-described embodiment, it can be used for non-destructive testing and treatment of movable organ parts such as the heart by real-time control with fast response of therapeutic X-rays.
2) An operation example of the fourth embodiment will be described below.
Microwave source 41 Frequency 2856 MHz
Peak power 200Kw
Average power 2Kw
Pulse width 60μsec
Repeat 180pps
Microwave source 42 Frequency 2856 MHz
Peak power 6Mw
Average power 6Kw
Repeat 180pps

本発明による加速装置は前述したX線発生装置に利用できるだけではなく、さらに他の応用が可能である。基本的には、一つの加速部または複数の加速部に同一の特性または異なる特性(周波数、バーストの間隔、繰り返し周波数、平均電力、ピーク電力の組み合わせ)の励振マイクロ波を印加することにより、異なる特性の加速電子の出力を得ることができる。   The acceleration device according to the present invention can be used not only for the X-ray generator described above but also for other applications. Basically, it differs by applying excitation microwaves of the same characteristics or different characteristics (combination of frequency, burst interval, repetition frequency, average power, peak power) to one accelerator section or multiple accelerator sections. A characteristic acceleration electron output can be obtained.

(加速装置の第1の実施形態)図5に、本発明による加速装置の第1の実施形態のブロック図を示す。
複数のマイクロ波源51,52の出力を選択的に加速管55に接続して電子線を加速して特性が同一または異なるエネルギーの電子線を発生する加速装置である。
パルス生成回路50は高圧パルスを出力する。複数のマイクロ波源51,52はパルス生成回路50が出力した高圧パルスによってマイクロ波パルスを供給する。
電子銃54は加速管55に接続されている。マイクロ波スイッチ53には複数のマイクロ波源51,52がそれぞれ入力として接続され、マイクロ波源51,52を選択的に加速管55に接続する。
パルス生成回路50には、マイクロ波源51,52から加速管55に給電を行う電力源および前記電力源による給電時間を指定したタイムスケジュールテーブル、前記タイムスケジュールテーブルに基づいてマイクロ波スイッチ53の切り換え、電力源の接続の選択、電子銃の制御を行う制御部が設けられている。パルス生成回路50の制御部は、加速管55に給電すべき第1のマイクロ波源51,第2のマイクロ波源52から選択する。制御部は、電子銃54が電子線を出力するタイミングおよび加速管55にいずれかのマイクロ波源51,52を接続するタイミングを制御する。
(First Embodiment of Accelerator) FIG. 5 is a block diagram showing a first embodiment of the accelerator according to the present invention.
This is an accelerating device that selectively connects outputs of a plurality of microwave sources 51 and 52 to an accelerating tube 55 and accelerates an electron beam to generate electron beams having the same or different characteristics.
The pulse generation circuit 50 outputs a high voltage pulse. The plurality of microwave sources 51 and 52 supply the microwave pulse by the high-pressure pulse output from the pulse generation circuit 50.
The electron gun 54 is connected to an acceleration tube 55. A plurality of microwave sources 51 and 52 are connected to the microwave switch 53 as inputs, respectively, and the microwave sources 51 and 52 are selectively connected to the acceleration tube 55.
The pulse generation circuit 50 includes a power source that feeds power from the microwave sources 51 and 52 to the acceleration tube 55, a time schedule table that specifies the feeding time of the power source, and switching of the microwave switch 53 based on the time schedule table. A control unit for selecting connection of the power source and controlling the electron gun is provided. The control unit of the pulse generation circuit 50 selects from the first microwave source 51 and the second microwave source 52 to be fed to the acceleration tube 55. The control unit controls the timing at which the electron gun 54 outputs an electron beam and the timing at which one of the microwave sources 51, 52 is connected to the acceleration tube 55.

パルス生成回路50は、例えば、X線診断または治療、非破壊検査等を目的とするときには、図1Aに示すブロック図における構成すなわち、電子銃制御部、マイクロ波源制御部、マイクロ波スイッチ制御部を含む構成とすることもできる。電子銃制御部は電子銃54から効率よく電子を放射するために電子銃のヒータの電力を制御し、電子銃54の陰電極に負の高電圧を供給する(なお接続線の図示を省略してある)。
マイクロ波源制御部は第1のマイクロ波源51のマイクロ波の発振と停止と、同様に第2のマイクロ波源52のマイクロ波の発振と停止を制御する。マイクロ波スイッチ制御部はマイクロ波スイッチ53を制御し、一定時間第1のマイクロ波源51のマイクロ波を加速管55に供給し、他の一定時間第2のマイクロ波源52のマイクロ波を加速管55に供給するタイミングを制御している。
マイクロ波スイッチ53としてX線発生装置のマイクロ波スイッチ14と同様なものを利用できる。
For example, for the purpose of X-ray diagnosis or treatment, non-destructive inspection, the pulse generation circuit 50 includes the configuration shown in the block diagram of FIG. 1A, that is, an electron gun control unit, a microwave source control unit, and a microwave switch control unit. It can also be set as the structure containing. The electron gun control unit controls the power of the heater of the electron gun in order to efficiently emit electrons from the electron gun 54, and supplies a negative high voltage to the negative electrode of the electron gun 54 (note that connection lines are not shown) )
The microwave source control unit controls the oscillation and stop of the microwave of the first microwave source 51 and similarly the oscillation and stop of the microwave of the second microwave source 52. The microwave switch control unit controls the microwave switch 53, supplies the microwave of the first microwave source 51 to the acceleration tube 55 for a certain period of time, and supplies the microwave of the second microwave source 52 for the other certain period of time to the acceleration tube 55. The timing to supply to is controlled.
As the microwave switch 53, the same switch as the microwave switch 14 of the X-ray generator can be used.

第1のマイクロ波源51と第2のマイクロ波源52において、正弦波状のマイクロ波の発振時間は5μsec と短い。この短い時間に電力を供給することにより、瞬時電力が極めて大きく取れるので、加速された電子のエネルギーは10MeVに達する。第1のマイクロ波源51の発振開始と第2のマイクロ波源52の発振開始までの時間間隔は3.3msecである。繰り返し周期は、1秒当たり300パルスである300ppsになる。
第1のマイクロ波源51と第2のマイクロ波源52の周波数は基本的に同じ周波数であるが、加速管の効率を上げるために、第1のマイクロ波源51と第2のマイクロ波源52の周波数は加速管のキャビティの共振周波数に選択される。
この例では、第1のマイクロ波源51と第2のマイクロ波源52の出力電力はほぼ同じである。
In the first microwave source 51 and the second microwave source 52, the oscillation time of the sinusoidal microwave is as short as 5 μsec. By supplying electric power in this short time, the instantaneous electric power can be very large, and the energy of the accelerated electrons reaches 10 MeV. The time interval between the start of oscillation of the first microwave source 51 and the start of oscillation of the second microwave source 52 is 3.3 msec. The repetition period is 300 pps, which is 300 pulses per second.
The frequencies of the first microwave source 51 and the second microwave source 52 are basically the same frequency, but in order to increase the efficiency of the accelerating tube, the frequencies of the first microwave source 51 and the second microwave source 52 are The resonance frequency of the cavity of the acceleration tube is selected.
In this example, the output power of the first microwave source 51 and the second microwave source 52 is substantially the same.

また各マイクロ波の出力のタイミングは図6に示すタイミングになる。
第1のマイクロ波源51の出力P1 と第2のマイクロ波源52の出力P2 が図示のタイミングで一本の加速管55にマイクロ波スイッチ53を介して順番に供給される。これにより加速管55は交互に第1のマイクロ波源51のマイクロ波の出力P1 と第2のマイクロ波源52のマイクロ波の出力P2 を受ける。
これらマイクロ波源のマイクロ波の出力により加速された加速電子は窓を透過し、または他の真空室内に放射される。
パルス生成回路50は、P1 のマイクロ波の出力とP2 のマイクロ波の出力を交互に出力させるように同期制御を行う。
Further, the output timing of each microwave is the timing shown in FIG.
The output P1 of the first microwave source 51 and the output P2 of the second microwave source 52 are sequentially supplied to one acceleration tube 55 via the microwave switch 53 at the timing shown in the drawing. As a result, the acceleration tube 55 alternately receives the microwave output P1 of the first microwave source 51 and the microwave output P2 of the second microwave source 52.
Accelerated electrons accelerated by the microwave output of these microwave sources are transmitted through the window or emitted into another vacuum chamber.
The pulse generation circuit 50 performs synchronous control so that the P1 microwave output and the P2 microwave output are alternately output.

本発明による加速装置の第1の実施形態の動作には次の特徴がある。
1)マイクロ波源がパルス制御されるので、瞬時の電力が大きい。
2)パルス制御により、熱の消費がおさえられるために、たとえば、印加電圧が45KV、ピーク電流が6K、5μsec の期間にパルス尖頭電力は、効率50%として16MWに達する。マイクロ波源に使われるクライストロンは、電気特性の限界までに出力電力を上げることができる。
3)複数のマイクロ波源を用いることにより一本の加速管で、強度の異なる電子線を発生することができる。
4)高エネルギーの電子と低エネルギーの電子が同じ加速管軸を走行させて加速するので高エネルギーの電子と低エネルギーの電子の電子線の発生軸が一致する。
The operation of the first embodiment of the accelerator according to the present invention has the following characteristics.
1) Since the microwave source is pulse-controlled, the instantaneous power is large.
2) Since heat consumption is suppressed by the pulse control, for example, the pulse peak power reaches 16 MW with an efficiency of 50% in a period of 45 KV applied voltage, 6 K A peak current, and 5 μsec. The klystron used in the microwave source can increase the output power to the limit of electrical characteristics.
3) By using a plurality of microwave sources, electron beams having different intensities can be generated with a single accelerator tube.
4) Since high-energy electrons and low-energy electrons travel along the same acceleration tube axis and accelerate, the generation axes of electron beams of high-energy electrons and low-energy electrons coincide.

(加速装置の第2の実施形態)図7に、本発明による加速装置の第2の実施形態のブロック図を示す。
第1加速部74と第2加速部76は、遮断部75によりマイクロ波的に遮断されている。第1加速部74は、電子銃73が出力した電子線を、マイクロ波電力により加速する。
第2加速部76は、遮断部75に設けられた電子銃が出力した電子線を、マイクロ波電力により加速する。なお、遮断部75に設けられた電子銃は、第1加速部74で加速された電子の経路の妨げにならないように電子を供給する。
遮断部75に設けられた電子銃は、リングカソード形電子銃と加速収束電極を含んでいる。
複数のマイクロ波電力源、この例では第1のマイクロ波源71,第2のマイクロ波源72が加速部74,76に電力を供給する。
パルス生成回路70には、第1のマイクロ波源71,第2のマイクロ波源72から加速部74,76に給電を行う電力源および前記電力源による給電時間を指定したタイムスケジュールテーブル、選択部および制御部が設けられている。パルス生成回路70の選択部は、給電すべきマイクロ波源71,72を選択する。
制御部は、電子銃73と遮断部75に設けられた電子銃が電子線を出力するタイミングおよび電力源が電力を供給すべきマイクロ波源71,72を選択するタイミングが合うように制御する。
(Second Embodiment of Accelerator) FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the accelerator according to the present invention.
The first acceleration unit 74 and the second acceleration unit 76 are blocked by a blocking unit 75 in a microwave manner. The first acceleration unit 74 accelerates the electron beam output from the electron gun 73 with microwave power.
The 2nd acceleration part 76 accelerates the electron beam which the electron gun provided in the interruption | blocking part 75 output with microwave power. The electron gun provided in the blocking unit 75 supplies electrons so as not to obstruct the path of electrons accelerated by the first acceleration unit 74.
The electron gun provided in the blocking unit 75 includes a ring cathode type electron gun and an acceleration focusing electrode.
A plurality of microwave power sources, in this example, a first microwave source 71 and a second microwave source 72 supply power to the acceleration units 74 and 76.
The pulse generation circuit 70 includes a power source that supplies power to the acceleration units 74 and 76 from the first microwave source 71 and the second microwave source 72, a time schedule table that specifies a power supply time by the power source, a selection unit, and a control. Is provided. The selection unit of the pulse generation circuit 70 selects the microwave sources 71 and 72 to be fed.
The control unit performs control so that the timing at which the electron guns provided in the electron gun 73 and the blocking unit 75 output the electron beam and the timing at which the power source selects the microwave sources 71 and 72 to which power is to be supplied match.

パルス生成回路70は、例えば、X線診断または治療、非破壊検査等を目的とするときには、図2Aに示すブロック図における構成に類似する構成すなわち、電子銃(遮断部の電子銃を含む)制御部、マイクロ波源制御部を含む構成とすることもできる。
電子銃制御部は電子銃73と遮断部75に設けられた電子銃から効率よく電子を放射するために電子銃のヒータの電力を制御し、電子銃73と遮断部75に設けられた電子銃の陰電極に負の高電圧を供給する(なお接続線の図示を省略してある) 。マイクロ波源制御部は第1のマイクロ波源71のマイクロ波の発振と停止と、第2のマイクロ波源72のマイクロ波の発振と停止を制御する。また電子銃制御部は遮断部75に設けられた電子銃にあるリングカソード(図示せず、ただし図2Bに示した262と同等の構成)に高い負の電圧を供給する。これによりリングカソードから電子が放出される。
第1のマイクロ波源71は第1加速部74にマイクロ波を供給する。同様に第2のマイクロ波源72は第2加速部76にマイクロ波を供給する。
マイクロ波の供給するタイミングは、パルス生成回路70によって、一定時間第1のマイクロ波源71のマイクロ波が第1加速部74に供給され、他の一定時間第2のマイクロ波源72のマイクロ波が第2加速部76に供給されるタイミングになる。そのタイミングを、図9に示す。
第1のマイクロ波源71の出力P1 と第2のマイクロ波源72の出力P2 が図示のタイミングで加速部74と76に順番に供給される。これにより加速部74と76はそれぞれ第1のマイクロ波源71のマイクロ波の出力P1 と第2のマイクロ波源72のマイクロ波の出力P2 を受ける。
これらマイクロ波源のマイクロ波の出力により加速された加速電子は窓を透過し、または他の真空室内に放射される。
パルス生成回路70は、P1 のマイクロ波の出力とP2 のマイクロ波の出力を交互に出力させるように同期制御を行う。
第1のマイクロ波源71の出力P1 と第2のマイクロ波源72の出力P2 の周波数は基本的に同じ周波数であるが、また、異なる周波数でも選択できる。第1のマイクロ波源71と第2のマイクロ波源72の出力電力は同じでも、また、異なる出力電力でもよく、利用する用途で自由に選択できる。ここでは異なる電力の場合について説明する。
For the purpose of, for example, X-ray diagnosis or treatment, non-destructive inspection, etc., the pulse generation circuit 70 controls a configuration similar to the configuration in the block diagram shown in FIG. 2A, that is, an electron gun (including an electron gun of a blocking unit). And a microwave source control unit.
The electron gun control unit controls the power of the heater of the electron gun in order to efficiently emit electrons from the electron gun 73 and the electron gun provided in the blocking unit 75, and the electron gun provided in the electron gun 73 and the blocking unit 75. A negative high voltage is supplied to the negative electrode (not shown in the connection line). The microwave source control unit controls the oscillation and stop of the microwave of the first microwave source 71 and the oscillation and stop of the microwave of the second microwave source 72. The electron gun control unit supplies a high negative voltage to a ring cathode (not shown, but having the same configuration as 262 shown in FIG. 2B) in the electron gun provided in the blocking unit 75. As a result, electrons are emitted from the ring cathode.
The first microwave source 71 supplies microwaves to the first acceleration unit 74. Similarly, the second microwave source 72 supplies microwaves to the second acceleration unit 76.
As for the timing of supplying the microwave, the pulse generating circuit 70 supplies the microwave of the first microwave source 71 to the first accelerating unit 74 for a certain period of time, and the microwave of the second microwave source 72 for the other certain period of time. The timing to be supplied to the 2-accelerator 76 is reached. The timing is shown in FIG.
The output P1 of the first microwave source 71 and the output P2 of the second microwave source 72 are sequentially supplied to the acceleration units 74 and 76 at the timing shown in the drawing. Thus, the acceleration units 74 and 76 receive the microwave output P1 of the first microwave source 71 and the microwave output P2 of the second microwave source 72, respectively.
Accelerated electrons accelerated by the microwave output of these microwave sources are transmitted through the window or emitted into another vacuum chamber.
The pulse generation circuit 70 performs synchronous control so as to alternately output the P1 microwave output and the P2 microwave output.
The frequency of the output P1 of the first microwave source 71 and the output P2 of the second microwave source 72 are basically the same frequency, but different frequencies can also be selected. The output power of the first microwave source 71 and the second microwave source 72 may be the same or different, and can be freely selected depending on the application to be used. Here, the case of different power will be described.

電子銃73から放出する電子は第1のマイクロ波源71のマイクロ波の出力によって第1加速部74で強力に加速される。電子エネルギーは約10Mevになる。
この期間では遮断部75に設けられた電子銃と第2加速部76は第2のマイクロ波源72のマイクロ波の出力を受けないので、加速電子はそのまま走行を続けて、外部に放出される。
一方、第1のマイクロ波源71のマイクロ波の発振が停止している期間では、遮断部75に設けられた電子銃にあるリングカソードは負の高い電圧を受けて、電子を放出する。電子銃制御部は遮断部75に設けられた電子銃にあるリングカソード(図示せず、ただし図2Bに示した262と同等の構成)に高い負の電圧を供給する。これによりリングカソードから電子が放出される。
そして第2のマイクロ波源72の出力電力が第2加速部76に供給されるので、電子は第2加速部76によって加速される。電子エネルギーは約1Mevになる。第1のマイクロ波源71と第2のマイクロ波源72は交互に発振するので、速度の異なる電子が外部に放出される。
Electrons emitted from the electron gun 73 are strongly accelerated by the first acceleration unit 74 by the microwave output of the first microwave source 71. The electron energy is about 10 Mev.
During this period, the electron gun provided in the blocking unit 75 and the second accelerating unit 76 do not receive the microwave output from the second microwave source 72, so that the accelerating electrons continue to travel and are emitted to the outside.
On the other hand, during the period when the microwave oscillation of the first microwave source 71 is stopped, the ring cathode in the electron gun provided in the blocking unit 75 receives a high negative voltage and emits electrons. The electron gun control unit supplies a high negative voltage to a ring cathode (not shown, but equivalent to 262 shown in FIG. 2B) in the electron gun provided in the blocking unit 75. As a result, electrons are emitted from the ring cathode.
And since the output electric power of the 2nd microwave source 72 is supplied to the 2nd acceleration part 76, an electron is accelerated by the 2nd acceleration part 76. FIG. The electron energy is about 1 Mev. Since the first microwave source 71 and the second microwave source 72 oscillate alternately, electrons having different velocities are emitted to the outside.

本発明による加速装置の第2の実施形態の動作には次の特徴がある。
1)複数のマイクロ波源を用いることによりそれぞれの加速部で、異なる電子線を発生することができる。また同じ電子線も発生できるので、殺菌、X治療、診断、非破壊検査等応用範囲が広がる。
2)この実施形態の動作例を次に示す。
マイクロ波源71 周波数 2856MHz
ピーク電力 6Mw
平均電力 6Kw
パルス幅 6μsec
繰り返し 180pps
マイクロ波源72 周波数 2856MHz
ピーク電力 100Kw
平均電力 1Kw
パルス幅 60μsec
繰り返し 180pps
The operation of the second embodiment of the accelerator according to the present invention has the following characteristics.
1) By using a plurality of microwave sources, it is possible to generate different electron beams at each acceleration unit. In addition, since the same electron beam can be generated, the application range such as sterilization, X treatment, diagnosis, and non-destructive inspection is expanded.
2) An example of the operation of this embodiment is shown below.
Microwave source 71 Frequency 2856 MHz
Peak power 6Mw
Average power 6Kw
Pulse width 6μsec
Repeat 180pps
Microwave source 72 Frequency 2856MHz
Peak power 100Kw
Average power 1Kw
Pulse width 60μsec
Repeat 180pps

(加速装置の第3の実施形態)図8に、本発明による加速装置の第3の実施形態のブロック図を示す。
加速部84は、電子銃83が出力した電子線を、接続されたマイクロ波電力により加速する。加速手段86は、遮断部85に設けられている電子銃が出力した電子線を、接続された加速電圧供給部82からのパルス電圧により加速する。
なお、遮断部85に設けられている電子銃は、加速部84で加速された電子の経路の妨げにならないように電子を供給するリングカソード形の電子源と加速収束電極を含んでいる。
マイクロ波源81と加速電圧供給部82が加速部84と加速手段86に電力を供給する。パルス生成回路80には、マイクロ波源81と加速電圧供給部82から加速部84と加速手段86に給電を行う電力源および前記電力源による給電時間を指定したタイムスケジュールテーブル、選択部および制御部が設けられている。パルス生成回路80の選択部は、給電すべきマイクロ波源81と加速電圧供給部82を選択する。
制御部は、電子銃83と遮断部85に設けられている電子銃が電子線を出力するタイミングおよび電力源が電力を供給すべきマイクロ波源81,加速電圧供給部82を選択するタイミングが合うように制御する。
(Third Embodiment of Accelerator) FIG. 8 is a block diagram showing a third embodiment of the accelerator according to the present invention.
The acceleration unit 84 accelerates the electron beam output from the electron gun 83 with the connected microwave power. The acceleration unit 86 accelerates the electron beam output from the electron gun provided in the blocking unit 85 by the pulse voltage from the connected acceleration voltage supply unit 82.
The electron gun provided in the blocking unit 85 includes a ring cathode type electron source for supplying electrons and an acceleration converging electrode so as not to interfere with the path of electrons accelerated by the acceleration unit 84.
The microwave source 81 and the acceleration voltage supply unit 82 supply power to the acceleration unit 84 and the acceleration means 86. The pulse generation circuit 80 includes a power source that supplies power from the microwave source 81 and the acceleration voltage supply unit 82 to the acceleration unit 84 and the acceleration unit 86, and a time schedule table that specifies the power supply time by the power source, a selection unit, and a control unit. Is provided. The selection unit of the pulse generation circuit 80 selects the microwave source 81 and the acceleration voltage supply unit 82 to be fed.
The control unit matches the timing at which the electron gun 83 and the electron gun provided in the blocking unit 85 output the electron beam and the timing at which the power source selects the microwave source 81 and the acceleration voltage supply unit 82 to which power should be supplied. To control.

パルス生成回路80は、例えば、X線診断または治療、非破壊検査等を目的とするときには、図3Aに示すブロック図における構成に類似する構成とすることができる。すなわち、図8の電子銃83,遮断部85と加速手段86に含まれる電子銃の制御部、マイクロ波源81の制御部、加速電圧供給部82の制御部を含む構成とすることができる。
電子銃制御部は電子銃83と遮断部85に設けられている電子銃から効率よく電子を放出するために電子銃のヒータの電力を制御し、電子銃83と遮断部85に設けられている電子銃の陰電極に負の高電圧を供給する(接続線の図示を省略)。マイクロ波源制御部はマイクロ波源81のマイクロ波の発振と停止を制御する。同様に加速電圧供給部制御部は加速電圧供給部82の高電圧パルス電圧の発生と停止を制御する。
加速電圧供給部82は加速手段86にあるリングカソード(図示せず、ただし図3Bに示すリングカソード362と同一の構成)にパルス状の負の高電圧(300KV)を供給する。
The pulse generation circuit 80 may have a configuration similar to the configuration in the block diagram shown in FIG. 3A for the purpose of, for example, X-ray diagnosis or treatment, non-destructive inspection, and the like. That is, it can be configured to include the electron gun 83, the blocking unit 85 and the control unit of the electron gun included in the acceleration means 86, the control unit of the microwave source 81, and the control unit of the acceleration voltage supply unit 82 in FIG.
The electron gun control unit controls the power of the heater of the electron gun in order to efficiently emit electrons from the electron gun 83 and the electron gun provided in the blocking unit 85, and is provided in the electron gun 83 and the blocking unit 85. A negative high voltage is supplied to the negative electrode of the electron gun (the connection lines are not shown). The microwave source control unit controls the oscillation and stoppage of the microwave of the microwave source 81. Similarly, the acceleration voltage supply unit control unit controls generation and stop of the high voltage pulse voltage of the acceleration voltage supply unit 82.
The acceleration voltage supply unit 82 supplies a pulsed negative high voltage (300 KV) to a ring cathode (not shown, but the same configuration as the ring cathode 362 shown in FIG. 3B) in the acceleration means 86.

マイクロ波源81は加速部84にマイクロ波を供給する。同様に加速電圧供給部82は加速手段86にパルス状の負の高電圧を供給する。
マイクロ波とパルス状の電圧を供給するタイミングは、パルス生成回路80に設けられたマイクロ波源制御部と加速電圧供給部制御部によって、一定時間マイクロ波源81のマイクロ波が加速部84に供給し、他の一定時間、加速電圧供給部82において300KVのパルス状の電圧を加速手段86に供給するタイミングになる。
電子銃83から放出される電子はマイクロ波源81のマイクロ波の出力によって加速部84で強力に加速される。この期間では加速手段86は加速電圧供給部82からパルス状の電圧を受けないので、加速電子はそのまま走行を続けて、外部に放出される。
一方、マイクロ波源81のマイクロ波の発振が停止している期間では、加速手段86にあるリングカソードは負の高いパルス電圧を受けて、電子が放出され加速収束されて外部に放出放射される。
The microwave source 81 supplies microwaves to the acceleration unit 84. Similarly, the acceleration voltage supply unit 82 supplies a pulsed negative high voltage to the acceleration means 86.
The timing of supplying the microwave and the pulsed voltage is such that the microwave of the microwave source 81 is supplied to the acceleration unit 84 by the microwave source control unit and the acceleration voltage supply unit control unit provided in the pulse generation circuit 80, It is time to supply a 300 KV pulse voltage to the acceleration means 86 in the acceleration voltage supply unit 82 for another fixed time.
Electrons emitted from the electron gun 83 are strongly accelerated by the acceleration unit 84 by the microwave output of the microwave source 81. During this period, the acceleration means 86 does not receive a pulsed voltage from the acceleration voltage supply unit 82, so the accelerated electrons continue to travel and are emitted to the outside.
On the other hand, during the period when the microwave oscillation of the microwave source 81 is stopped, the ring cathode in the acceleration means 86 receives a negative high pulse voltage, and electrons are emitted, accelerated and converged, and emitted and emitted to the outside.

マイクロ波源81と加速電圧供給部82は交互に動作するので、外部にエネルギーの異なる電子が交互に放出される。
パルス生成回路80は、マイクロ波の出力とパルス状電圧が交互に出力するための同期を維持する重要な動作制御を行う。
制御のタイミングを図10に示す。
マイクロ波源81の出力Pと加速電圧供給部82の出力Qが図示のタイミングで加速部84と加速手段86に順番に供給される。これにより加速部84と加速手段86はそれぞれマイクロ波源81のマイクロ波の出力Pと加速電圧供給部82のマイクロ波の出力Qを受ける。
これらマイクロ波源のマイクロ波の出力と加速電圧供給部の加速電圧により加速された加速電子は窓を通過し、または他の真空室内に放出される。
パルス生成回路80は、Pのマイクロ波の出力とQの加速電圧の出力を交互に出力させるように同期制御を行う。
マイクロ波源81の出力Pはマイクロ波であるのに対し、加速電圧供給部82の出力Qはパルス直流波形である。
Since the microwave source 81 and the acceleration voltage supply unit 82 operate alternately, electrons having different energies are alternately emitted to the outside.
The pulse generation circuit 80 performs important operation control for maintaining synchronization for alternately outputting the microwave output and the pulse voltage.
The timing of control is shown in FIG.
The output P of the microwave source 81 and the output Q of the acceleration voltage supply unit 82 are sequentially supplied to the acceleration unit 84 and the acceleration means 86 at the timing shown in the drawing. Thereby, the acceleration part 84 and the acceleration means 86 receive the microwave output P of the microwave source 81 and the microwave output Q of the acceleration voltage supply part 82, respectively.
Accelerated electrons accelerated by the microwave output of the microwave source and the acceleration voltage of the acceleration voltage supply section pass through the window or are emitted into another vacuum chamber.
The pulse generation circuit 80 performs synchronous control so as to alternately output a P microwave output and a Q acceleration voltage output.
The output P of the microwave source 81 is a microwave, whereas the output Q of the acceleration voltage supply unit 82 is a pulse direct current waveform.

本発明による加速装置の第3の実施形態の動作には次の特徴がある。
1)マイクロ波源と加速電圧供給部からの出力が一本の加速管とこれに同軸一体に設けられた加速手段により、強度の異なる2種類の電子線を発生することができる。
2)特に加速手段による弱いパルス波形の電子線が得られる点に特徴があり、前述の実施形態と同様に殺菌、X治療、診断、非破壊検査等応用範囲が広がる。小形化することができるから、携帯用の装置としての利用が可能になった。
3)この装置の動作の一例を次に示す。
マイクロ波源81 周波数 2856MHz
ピーク電力 6Mw
平均電力 6Kw
パルス幅 6μsec
繰り返し 180pps
パルス電源82 パルス幅 60μsec〜3msec
電圧 120KV
ピーク電流 10mA
繰り返し 180pps
The operation of the third embodiment of the accelerator according to the present invention has the following characteristics.
1) Two types of electron beams having different intensities can be generated by an acceleration tube having an output from a microwave source and an acceleration voltage supply unit and an accelerating means provided coaxially therewith.
2) It is particularly characterized in that an electron beam having a weak pulse waveform is obtained by the acceleration means, and the application range such as sterilization, X treatment, diagnosis, non-destructive inspection is expanded as in the above-described embodiment. Since it can be miniaturized, it can be used as a portable device.
3) An example of the operation of this apparatus is shown below.
Microwave source 81 Frequency 2856MHz
Peak power 6Mw
Average power 6Kw
Pulse width 6μsec
Repeat 180pps
Pulse power supply 82 Pulse width 60μsec ~ 3msec
Voltage 120KV
Peak current 10mA
Repeat 180pps

本発明によるX線発生装置の第1の実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a first embodiment of an X-ray generator according to the present invention. 本発明によるX線発生装置の第1の実施形態における電子銃、加速管、X線ターゲット室の一部の平面断面図である。1 is a cross-sectional plan view of a part of an electron gun, an acceleration tube, and an X-ray target chamber in a first embodiment of an X-ray generator according to the present invention. 本発明によるX線発生装置の第2の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of the X-ray generator by this invention. 本発明によるX線発生装置の第2の実施形態における第1加速部の一部、遮断部、第2加速部の一部の平面断面図である。It is plane sectional drawing of a part of 1st acceleration part, interruption | blocking part, and a part of 2nd acceleration part in 2nd Embodiment of the X-ray generator by this invention. 本発明によるX線発生装置の第3の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of the X-ray generator by this invention. 本発明によるX線発生装置の第3の実施形態における加速管、加速手段、X線ターゲット室の一部の平面断面図である。It is a plane sectional view of a part of an accelerating tube, acceleration means, and an X-ray target room in a 3rd embodiment of the X-ray generator by the present invention. 本発明によるX線発生装置の第4の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 4th Embodiment of the X-ray generator by this invention. 本発明によるX線発生装置の第4の実施形態における電子銃、第1加速部、遮断部、第2加速部、X線ターゲット室の一部の平面断面図である。It is a plane sectional view of a part of electron gun, the 1st acceleration part, the interception part, the 2nd acceleration part, and the X-ray target room in a 4th embodiment of the X-ray generator by the present invention. 本発明による加速装置の第1の実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a first embodiment of an acceleration device according to the present invention. 本発明による加速装置の第1の実施形態の動作を説明するための加速管に加えられるマイクロ波電圧を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the microwave voltage added to the acceleration tube for demonstrating operation | movement of 1st Embodiment of the acceleration apparatus by this invention. 本発明による加速装置の第2の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of the acceleration apparatus by this invention. 本発明による加速装置の第3の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of the acceleration apparatus by this invention. 本発明による加速装置の第2の実施形態の動作を説明するための加速部に加わるマイクロ波電圧波形図である。It is a microwave voltage waveform diagram added to the acceleration part for demonstrating operation | movement of 2nd Embodiment of the acceleration apparatus by this invention. 本発明による加速装置の第3の実施形態の動作を説明するための加速管(加速部)と加速手段に加わる電圧波形図である。It is a voltage waveform figure added to the acceleration tube (acceleration part) and acceleration means for demonstrating operation | movement of 3rd Embodiment of the acceleration apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 制御回路
11A 電子銃制御部
11B,11D マイクロ波源制御部
11C マイクロ波スイッチ制御部
12 第1のマイクロ波源
13 第2のマイクロ波源
14 マイクロ波スイッチ
15 電子銃
16 加速管
16A〜16N 結合キャビティ
17 X線ターゲット
18 X線ターゲット室
21 制御回路
21A 電子銃制御部
21B,21D マイクロ波源制御部
21C 遮断部電子銃制御部
22 第1のマイクロ波源
23 第2のマイクロ波源
24 電子銃
25 第1加速部
26 遮断部(電子銃を含む)
27 第2加速部
28 X線ターゲット
29 X線ターゲット室
261 絶縁材
262 リングカソード
263 加速収束電極
31 制御回路
31A 電子銃制御部
31B マイクロ波源制御部
31C 加速電圧供給部制御部
32 マイクロ波源
33 加速電圧供給部
34 電子銃
35 加速管
36 加速手段(電子銃を含む)
38 X線ターゲット
39 X線ターゲット室
361 絶縁材
362 リングカソード
363 加速収束電極
40 制御回路
41 第1のマイクロ波源
42 第2のマイクロ波源
43 遮断部
44 電子銃
45 第1加速部
45A,45B 結合キャビティ
46 第2加速部
46A〜46N 結合キャビティ
47 X線ターゲット
48 X線ターゲット室
50 パルス生成回路
51 第1のマイクロ波源
52 第2のマイクロ波源
53 マイクロ波スイッチ
54 電子銃
55 加速管
70 パルス生成回路
71 第1のマイクロ波源
72 第2のマイクロ波源
73 電子銃
74 第1加速部
75 遮断部(電子銃を含む)
76 第2加速部
80 パルス生成回路
81 マイクロ波源
82 加速電圧供給部
83 電子銃
84 加速管
85 遮断部(電子銃を含む)
86 加速手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Control circuit 11A Electron gun control part 11B, 11D Microwave source control part 11C Microwave switch control part 12 1st microwave source 13 2nd microwave source 14 Microwave switch 15 Electron gun 16 Accelerating tube 16A-16N Coupling cavity 17 X Line target 18 X-ray target chamber 21 Control circuit 21A Electron gun control unit 21B, 21D Microwave source control unit 21C Blocking unit Electron gun control unit 22 First microwave source 23 Second microwave source 24 Electron gun 25 First acceleration unit 26 Blocking unit (including electron gun)
27 Second Acceleration Unit 28 X-ray Target 29 X-ray Target Chamber 261 Insulating Material 262 Ring Cathode 263 Acceleration Focusing Electrode 31 Control Circuit 31A Electron Gun Control Unit 31B Microwave Source Control Unit 31C Acceleration Voltage Supply Unit Control Unit 32 Microwave Source 33 Acceleration Voltage Supply unit 34 Electron gun 35 Acceleration tube 36 Acceleration means (including electron gun)
38 X-ray target 39 X-ray target chamber 361 Insulating material 362 Ring cathode 363 Acceleration focusing electrode 40 Control circuit 41 First microwave source 42 Second microwave source 43 Blocking portion 44 Electron gun 45 First acceleration portion 45A, 45B Coupling cavity 46 2nd acceleration part 46A-46N Coupling cavity 47 X-ray target 48 X-ray target room 50 Pulse generation circuit 51 1st microwave source 52 2nd microwave source 53 Microwave switch 54 Electron gun 55 Accelerating tube 70 Pulse generation circuit 71 First microwave source 72 Second microwave source 73 Electron gun 74 First acceleration unit 75 Blocking unit (including electron gun)
76 Second Acceleration Unit 80 Pulse Generation Circuit 81 Microwave Source 82 Acceleration Voltage Supply Unit 83 Electron Gun 84 Acceleration Tube 85 Blocking Unit (Including Electron Gun)
86 Acceleration means

Claims (10)

複数のマイクロ波源の出力を選択的に単一の加速管に接続して電子銃より放射される電子線を加速する加速装置によってX線ターゲットを励起するX線発生装置において、
前記複数のマイクロ波源の出力を交互に繰り返して切り替え前記加速管に接続するフェライトまたは真空管を用いたマイクロ波スイッチと、
前記各マイクロ波源、および前記マイクロ波スイッチの動作を制御する制御回路と、
を具備することを特徴とするX線発生装置。
In an X-ray generator for exciting an X-ray target by an accelerator that selectively connects outputs of a plurality of microwave sources to a single accelerator tube and accelerates an electron beam emitted from an electron gun,
A microwave switch using a ferrite tube or a vacuum tube connected to the accelerating tube by alternately switching outputs of the plurality of microwave sources, and
Wherein a control circuit for controlling the operation of each microwave source, and before Kemah microwave switch,
An X-ray generation apparatus comprising:
複数のマイクロ波源の出力を選択的に加速管に接続して電子線を加速し、特性が同一または異なるエネルギーの電子線を発生する加速装置を用いるX線発生装置であって、
電子線の進行を妨げることなくマイクロ波を遮断する遮断部により分離された第1および第2加速部を備える加速管と、
第1電子銃と、
前記遮断部に関連して設けられた第2電子銃と、
X線ターゲットと、
各マイクロ波源の動作と接続を制御する制御回路と、
を具備することを特徴とするX線発生装置。
An X-ray generator using an accelerator that selectively connects outputs of a plurality of microwave sources to an accelerating tube to accelerate an electron beam and generates electron beams having the same or different characteristics,
An accelerating tube comprising first and second accelerating units separated by a blocking unit that blocks microwaves without interfering with the progress of the electron beam;
A first electron gun;
A second electron gun provided in association with the blocking portion;
An X-ray target;
A control circuit for controlling the operation and connection of each microwave source;
An X-ray generation apparatus comprising:
請求項記載のX線発生装置において、
前記制御回路は、第1加速部に第1のマイクロ波源を接続しているときは、第2加速部を不作動状態に制御することを特徴とするX線発生装置。
The X-ray generator according to claim 2 ,
The control circuit controls the second acceleration unit to an inoperative state when the first microwave source is connected to the first acceleration unit.
請求項記載のX線発生装置において、
第2電子銃は、第1加速部の出力電子線を通過させるリングカソードと前記リングカソードが発生した電子を加速収束する加速収束電極を具備することを特徴とするX線発生装置。
The X-ray generator according to claim 2 ,
The second electron gun comprises an X-ray generator comprising a ring cathode that allows an output electron beam of a first acceleration unit to pass through, and an acceleration focusing electrode that accelerates and converges electrons generated by the ring cathode.
複数のマイクロ波源の出力を選択的に加速管に接続して電子線を加速し、特性が同一または異なるエネルギーの電子線を発生する加速装置を用いるX線発生装置であって、
電子銃と、
電子線の進行を妨げることなくマイクロ波を遮断する遮断部により分離された第1および第2加速部を備える加速管と、
前記第1および第2加速部にそれぞれ接続されている第1および第2のマイクロ波源と、
第2加速部を通過した電子線により励起されてX線を発生するX線ターゲットと、
第1および第2のマイクロ波源の動作を制御する制御回路と、
を具備することを特徴とするX線発生装置。
An X-ray generator using an accelerator that selectively connects outputs of a plurality of microwave sources to an accelerating tube to accelerate an electron beam and generates electron beams having the same or different characteristics,
An electron gun,
An accelerating tube comprising first and second accelerating units separated by a blocking unit that blocks microwaves without interfering with the progress of the electron beam;
First and second microwave sources respectively connected to the first and second acceleration units;
An X-ray target that is excited by an electron beam that has passed through the second acceleration section to generate X-rays;
A control circuit for controlling the operation of the first and second microwave sources;
An X-ray generation apparatus comprising:
請求項1〜記載のX線発生装置において、
前記制御回路は、前記電子銃の動作を前記マイクロ波源の動作に連動して制御することを特徴とするX線発生装置。
In the X-ray generator of Claims 1-5 ,
The X-ray generator according to claim 1, wherein the control circuit controls the operation of the electron gun in conjunction with the operation of the microwave source.
請求項1〜記載のX線発生装置において、
前記複数のマイクロ波源は、同一または異なる特徴をもつマイクロ波を発生することを特徴とするX線発生装置。
In the X-ray generator of Claims 1-5 ,
The X-ray generation apparatus, wherein the plurality of microwave sources generate microwaves having the same or different characteristics.
請求項記載のX線発生装置において、複数のマイクロ波源の出力を選択的に単一の加速管に接続して電子線を加速し、特性が同一または異なる電子線を発生する加速装置であって、
高圧パルスを出力するパルス生成回路と、
前記パルス生成回路が出力した高圧パルスが接続され、特性が同一または異なるマイクロ波パルスを供給する複数のマイクロ波源と、を具備し、
前記各マイクロ波源の出力は前記X線発生装置のマイクロ波スイッチに接続されることを特徴とする加速装置。
2. The X-ray generator according to claim 1 , wherein the outputs of a plurality of microwave sources are selectively connected to a single accelerator tube to accelerate the electron beam and generate electron beams having the same or different characteristics. And
A pulse generation circuit for outputting a high voltage pulse;
A plurality of microwave sources connected to high-pressure pulses output from the pulse generation circuit and supplying microwave pulses having the same or different characteristics;
The output of each microwave source accelerator, characterized in that it is connected to the microwave switch of the X-ray generator.
複数のマイクロ波源の出力を選択的に加速部に接続して電子線を加速し、特性が同一または異なる電子線を発生する加速装置であって、
電子線の進行を妨げることなくマイクロ波を遮断する遮断部により分離された第1および第2加速部を備える加速管と、
第1電子銃と、
前記遮断部に関連して設けられた第2電子銃と、
第1および第2のマイクロ波源と、
第1および第2のマイクロ波源の動作を制御するパルス生成回路と、
を具備することを特徴とする加速装置。
An acceleration device that selectively connects outputs of a plurality of microwave sources to an acceleration unit to accelerate an electron beam, and generates an electron beam having the same or different characteristics,
An accelerating tube comprising first and second accelerating units separated by a blocking unit that blocks microwaves without interfering with the progress of the electron beam;
A first electron gun;
A second electron gun provided in association with the blocking portion;
First and second microwave sources;
A pulse generation circuit for controlling the operation of the first and second microwave sources;
An accelerating device comprising:
請求項記載の加速装置において、
前記第2電子銃は、第1加速部の出力電子線を透過させるリングカソードと前記リングカソードが発生した電子を加速収束する加速収束電極を含むことを特徴とする加速装置。
The acceleration device according to claim 9 , wherein
The acceleration device according to claim 2, wherein the second electron gun includes a ring cathode that transmits an output electron beam of a first acceleration unit and an acceleration focusing electrode that accelerates and converges electrons generated by the ring cathode.
JP2007050584A 2007-02-28 2007-02-28 Accelerator and X-ray generator using the accelerator Expired - Fee Related JP4521507B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007050584A JP4521507B2 (en) 2007-02-28 2007-02-28 Accelerator and X-ray generator using the accelerator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007050584A JP4521507B2 (en) 2007-02-28 2007-02-28 Accelerator and X-ray generator using the accelerator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008218053A JP2008218053A (en) 2008-09-18
JP4521507B2 true JP4521507B2 (en) 2010-08-11

Family

ID=39837872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007050584A Expired - Fee Related JP4521507B2 (en) 2007-02-28 2007-02-28 Accelerator and X-ray generator using the accelerator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4521507B2 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8183801B2 (en) * 2008-08-12 2012-05-22 Varian Medical Systems, Inc. Interlaced multi-energy radiation sources
US8232748B2 (en) 2009-01-26 2012-07-31 Accuray, Inc. Traveling wave linear accelerator comprising a frequency controller for interleaved multi-energy operation
US8203289B2 (en) 2009-07-08 2012-06-19 Accuray, Inc. Interleaving multi-energy x-ray energy operation of a standing wave linear accelerator using electronic switches
US8311187B2 (en) 2010-01-29 2012-11-13 Accuray, Inc. Magnetron powered linear accelerator for interleaved multi-energy operation
US8284898B2 (en) 2010-03-05 2012-10-09 Accuray, Inc. Interleaving multi-energy X-ray energy operation of a standing wave linear accelerator
US9258876B2 (en) 2010-10-01 2016-02-09 Accuray, Inc. Traveling wave linear accelerator based x-ray source using pulse width to modulate pulse-to-pulse dosage
US9167681B2 (en) 2010-10-01 2015-10-20 Accuray, Inc. Traveling wave linear accelerator based x-ray source using current to modulate pulse-to-pulse dosage
US8942351B2 (en) 2010-10-01 2015-01-27 Accuray Incorporated Systems and methods for cargo scanning and radiotherapy using a traveling wave linear accelerator based X-ray source using pulse width to modulate pulse-to-pulse dosage
JP5044005B2 (en) * 2010-11-08 2012-10-10 マイクロXジャパン株式会社 Field emission device
JP2013026070A (en) * 2011-07-22 2013-02-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd X-ray generator, and control method of x-ray generator
CN103906340B (en) * 2012-12-28 2017-04-12 清华大学 Standing wave electron linear accelerator device and method thereof
JP2014209485A (en) * 2014-05-26 2014-11-06 ザクリトエ アクツィアニェールナエ オーブシチェストヴォ プロトム Multidirectional charged particle beam cancer therapy method and device
CN117705838A (en) * 2022-12-30 2024-03-15 同方威视技术股份有限公司 Cargo vehicle inspection system employing electronic linac

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08507893A (en) * 1992-12-04 1996-08-20 アトミック エナジー オブ カナダ リミテッド Industrial material processing electron linear accelerator
JP2004335419A (en) * 2003-05-12 2004-11-25 Aet Japan:Kk X-ray generator

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62152475A (en) * 1985-12-26 1987-07-07 アロカ株式会社 Body cavity insert type cancer treatment applicator
JPH0489068A (en) * 1990-07-31 1992-03-23 Ya Man Ltd High-frequency cosmetic device
JPH04118897A (en) * 1990-09-10 1992-04-20 Hitachi Medical Corp Microtron
JPH06104100A (en) * 1992-09-21 1994-04-15 Sumitomo Electric Ind Ltd High frequency power distributing system
JPH076899A (en) * 1993-06-17 1995-01-10 Hitachi Ltd Charged particle accelerating device
JPH09219300A (en) * 1996-02-08 1997-08-19 Hitachi Ltd High frequency accelerator and its control method, and annular accelerator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08507893A (en) * 1992-12-04 1996-08-20 アトミック エナジー オブ カナダ リミテッド Industrial material processing electron linear accelerator
JP2004335419A (en) * 2003-05-12 2004-11-25 Aet Japan:Kk X-ray generator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008218053A (en) 2008-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4521507B2 (en) Accelerator and X-ray generator using the accelerator
US4293772A (en) Wobbling device for a charged particle accelerator
RU2331163C1 (en) Extractor of x-rays of high and/or low energy
US6856105B2 (en) Multi-energy particle accelerator
JP2001085200A (en) Accelerator system
JPH08206103A (en) Radioactive ray medical treatment device with low dose stereostatic and x-ray source for portal imaging
JP2011523169A (en) Charged particle beam extraction method and apparatus for use with a charged particle cancer treatment system
KR101590153B1 (en) Medical Linear accelerator radiation dose control method and system
JP3308941B2 (en) Industrial X-ray source and electron beam source using electron beam accelerator
JP2008198522A (en) X-ray source
JP4517097B2 (en) Accelerator generating electron beam
JP2016521904A (en) Electron accelerator with coaxial cavity
WO2012005629A1 (en) Method and device for generating bremsstrahlung
JP2014146606A (en) Charged particle beam extraction method and apparatus used in conjunction with charged particle beam cancer therapy system
JP3818227B2 (en) Ion source
JP2014028061A (en) Corpuscular ray irradiation system and operation method therefor
WO2004033613A2 (en) Standing-wave electron linear accelerator
JP2004198236A (en) Device for producing radioactive nuclide for medical purpose
KR102713844B1 (en) Linear accelerator with enhanced pulse synchronization function
JP3602356B2 (en) Electromagnetic wave generator
KR101564680B1 (en) Apparatus for supplying power of electron gun
KR101665997B1 (en) Apparatus for supplying power of electron gun
TW201538199A (en) Particle beam therapy apparatus
JP5183115B2 (en) X-ray generator
JP2009187705A (en) High energy electron beam generating device and x-ray device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091028

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20091113

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20091214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100112

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100302

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100312

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100330

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100412

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4521507

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130604

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130604

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees